Un componente clave del ciclo del oxígeno es el que utilizan las plantas y algunos tipos de bacterias.
Teorías sobre cómo se procesa la vidafuncionaba en ausencia de oxígeno, se basaba principalmente en hidrógeno, azufre o hierro como elementos que transportan electrones para satisfacer las necesidades metabólicas de los organismos.
Como explica Vischer, estas teorías están en disputa;por ejemplo, la fotosíntesis es posible con hierro, pero los investigadores no encuentran evidencia de esto en el registro fósil antes del oxígeno hace unos 2.400 millones de años. Se menciona el hidrógeno, pero la energía y la competencia por el hidrógeno entre diferentes microbios muestran que esto no es factible.
El arsénico es otra posibilidad teórica, ySe encontró evidencia de esto en 2008. Visscher dice que la nueva evidencia llegó en 2014, cuando él y sus colegas encontraron evidencia de fotosíntesis a base de arsénico hace miles de millones de años. Para confirmar aún más su teoría, los investigadores necesitaban encontrar un análogo moderno para estudiar la biogeoquímica y el recambio de elementos.
El aspecto desafiante de trabajar con el registro fósil,especialmente los más antiguos como algunos estromatolitos, es que hay pocos debido a la circulación de rocas a medida que se mueven los continentes. Sin embargo, el gran avance se produjo cuando el equipo descubrió una alfombra microbiana activa que existe actualmente en el duro entorno de Laguna la Brava en el desierto de Atacama de Chile.
Estas esteras no se han estudiado previamente, pero representanes un conjunto de condiciones de otro mundo similar a las de la Tierra primitiva. Las esteras se encuentran en un entorno único que las deja en un estado permanente libre de oxígeno a grandes altitudes, donde están expuestas a fluctuaciones diarias de temperatura y alta radiación UV. Sirven como una herramienta poderosa e informativa para comprender la vida en la Tierra primitiva.
Los científicos comenzaron a trabajar en Chile, donde descubrieronrío rojo sangre. Los depósitos rojos están compuestos por bacterias fotosintéticas anoxógenas. Esta agua también contiene mucho arsénico. Contiene sulfuro de hidrógeno, que es de origen volcánico y fluye muy rápidamente sobre las esteras. Aquí no hay absolutamente nada de oxígeno, explican los científicos.
Un equipo de científicos ha demostrado que las esteras creandepósitos de carbonato y una nueva generación de estromatolitos. Los materiales de carbonato también mostraron evidencia del ciclo del arsénico: sirve como portador de electrones, lo que demuestra que los microbios lo metabolizan activamente, como el oxígeno en los sistemas modernos. Visher dice que estos hallazgos, junto con la evidencia fósil, proporcionan una clara indicación de los primeros estados de la Tierra.
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