El análisis de reloj molecular muestra que las bacterias han usado hace mucho tiempo oxígeno para la fotosíntesis generalizada

Los organismos microbianos dominan la vida de la Tierra, pero su historia temprana y su evolución son difíciles de detectar, ya que rara vez fósiles. Es especialmente difícil determinar exactamente cuándo aparece un grupo particular de microorganismos. Sin embargo, los antiguos sedimentos y rocas tienen puntas químicas de nutrientes disponibles que respaldan el crecimiento bacteriano.

Un punto de inflexión importante fue cuando el oxígeno se acumuló en la atmósfera hace unos 2.300 millones de años. Los científicos han utilizado este aumento de oxígeno y cómo los microorganismos se adaptan a la evolución de las bacterias.

En un estudio publicado Ciencia.

Sus hallazgos sugieren que algunas bacterias pueden usar rastreo de oxígeno antes de evolucionar la capacidad de producirlo a través de la fotosíntesis.

Los investigadores han notado cómo los microorganismos respondieron al gran evento de oxigenación (GOE) hace unos 2.300 millones de años. El evento a menudo se desencadena por el desarrollo de oxígeno (produciendo oxígeno) en las cianobacterias y el almacenamiento de carbono, esencialmente excluyendo la atmósfera de la Tierra de la atmósfera de la Tierra, que es relativamente abundante como es hoy.

Hasta ahora, la evidencia fósil incompleta y el desafío de determinar la máxima edad posible para los grupos de microorganismo es establecer escalas de tiempo precisas sobre cómo las bacterias han evolucionado antes y después de esta importante transición-Visuren

Los investigadores abordaron la brecha analizando simultáneamente los registros geográficos y genómicos. Su principal invención es que el uso de GOE como borde del tiempo, las ramas de bacterias altas aeróbicas (de uso de oxígeno) son poco probables que sean mayores que este evento. Usando las estadísticas basianas, han creado un modelo que puede anular esta umificación cuando la apoyan.

Sin embargo, este método requiere pronósticos de qué genes aeróbicos en el pasado profundo. El equipo utilizó métodos potenciales para caminar por el genoma antiguo, y luego usar oxígeno para hacer la máquina.

Para usar mejor el registro fósil, controlaron los fósiles de los eucariotas, las mitocondrias evolucionaron de la alfaprotyobacteria y los cloroplastos evolucionaron de las cianobacterias, estima bien cómo y cuándo.

Sus resultados fueron al menos tres genealogías que tenían un estilo de vida aeróbico antes de GOI -900 millones de años antes. La capacidad de usar un ácido sugiere que ha evolucionado antes del almacenamiento generalizado en la atmósfera.

Curiosamente, estos hallazgos indican la posibilidad de metabolismo aeróbico hace mucho tiempo para la evolución de la fotosíntesis de oxígeno.

La evidencia sugiere que se produjo una conversión aeróbica temprana en los antepasados ​​de las cianobacterias de la fotosíntesis, lo que indica que la capacidad de usar la tasa de detección de oxígeno puede permitir el crecimiento de los genes centrales a la fotosíntesis de oxígeno.

El estudio estima que todos los últimos antepasados ​​generales de todas las bacterias modernas vivieron en la era Hadin o Archeon temprana, 4.4 y 3.9 mil millones de años. Los antepasados ​​de las bacterias más importantes Filadis se colocaron en las edades arcianas y proterozoicas (hace 2.5–1.8 mil millones de años), pero muchas familias pasan por alto la edad de 0.6 a 0.75 mil millones de años, con la edad de las plantas terrestres y las ferias de animales.

Significativamente, una vez que el nivel de oxígeno atmosférico aumenta durante el GOE, los genes aeróbicos se vuelven más rápidos que sus contrapartes anaerobias, lo que indica que la disponibilidad de oxígeno juega un papel considerable en la formación de la evolución bacteriana.

El líder de la Unidad de Genómica Evolutiva basada en modelos, el Prof. Pro, dice, «este método combinado para usar datos genómicos, fósiles e historia química de la Tierra, aporta nueva claridad a la sincronización evolutiva, especialmente para microorganismos que no tienen un registro fósil». Gergeli Szalasi destacó.

«Modelar las propiedades microbianas de sus genomas utilizando el aprendizaje automático es una forma útil de explorar cómo estudiar la propagación del metabolismo aeróbico y cómo otras características del planeta transfires a lo largo del tiempo geográfico son un método útil».