Un equip d’investigadors ha descobert que els primers bacteris de la Terra tenien les eines per dur a terme un pas crucial de la fotosíntesi, cosa que pot canviar la manera com entenem l’evolució de la vida al nostre planeta i, també, planteja noves hipòtesis sobre el seu desenvolupament en altres indrets de l’Univers.
Si la fotosíntesi, que produeix oxigen, es considera un factor clau en l’aparició de vida complexa, si els organismes més primitius la podien fer seria possible que, en altres planetes, també hi haguessin pogut evolucionar aquest tipus de formes de vida, més enllà dels microorganismes. Per arribar a aquesta conclusió els científics, liderats per l’Imperial College de Londres, van seguir l’evolució de les proteïnes necessàries per a la fotosíntesi fins al seu origen, que coincideix amb els primers bacteris de la Terra, i han publicat el seus resultats a la revista ‘BBA Bioenergetics’.
El cap de la investigació, el doctor Tanai Cardona, ha explicat a la pàgina web del mateix Imperial College que “havíem mostrat que el sistema biològic per produir oxigen era extremadament antic, però fins ara no havíem estat capaços d’ubicar-lo en la història de la vida”. Això, continua, ha canviat, i sabem que “mostra patrons d’evolució que normalment només s’atribueixen als enzims més antics, que van ser crucials per a l’evolució de la vida mateixa”. De fet, hi ha un mecanisme de fotosíntesi que permet convertir la llum del sol en energia sense produir oxigen, i es pensava que era el més antic i que l’altre, el que sí que en produeix, s’havia desenvolupat amb l’aparició dels cianobacteris, fa uns 2.500 milions d’anys, a més de 1.000 milions d’anys de distància de l’inici de la vida.
Aquest nou treball ha descobert, però, que els enzims capaços de separar l’aigua en hidrogen i oxigen, un procés clau, ja podrien haver estat presents en alguns dels primers bacteris. Tot i això, aquesta primera versió devia haver estat molt ineficient i lenta, i és per això que va caldre tant de temps per perfeccionar-la i no va ser fins al cap de 2.000 milions d’anys que els animals i les plantes van sortir del mar.
La manera com s’ha fet aquest descobriment és fent servir el “rellotge molecular” de les proteïnes responsables del trencament de les molècules d’aigua. Aquest mètode calcula la velocitat d’evolució de les proteïnes fixant-se en moments ja coneguts, com ara l’aparició dels diversos tipus de cianobacteris o de les plantes terrestres, que també duen una versió d’aquestes proteïnes.
Quan aquesta progressió es fa anar cap enrere, s’obté una estimació d’en quin moment van aparèixer. A més, es va comparar aquesta evolució amb la d’altres proteïnes imprescindibles per a la vida, com les que formen molècules emmagatzemadors d’energia o les que tradueixen l’ADN en ARN, que es creu que existien abans de tota la vida a la Terra. Així, es va arribar a la conclusió que les proteïnes de la fotosíntesi mostraven patrons d’evolució iguals que els enzims més antics, situant-les pràcticament al principi de la vida.
Segons el doctor Cardona, que també lidera un projecte en aquest camp, “ara que tenim una bona idea de com evolucionen les proteïnes de la fotosíntesi, adaptant-se a un món canviant, podem fer servir ‘l’evolució dirigida’ per aprendre com canviar-les i produir nous tipus de química. Podríem desenvolupar fotosistemes que duessin a terme reaccions químiques complexes verdes, noves i sostenibles fent servir només la llum com a energia”.
