Marina Sánchez de Prager - Aportes de la biología del suelo a la agroecología

El bucle catalítico que transformó el ambiente de la Tierra fue la fotosíntesis oxigénica, la cual construyó biomasa aprovechando la energía solar y dio origen al O2, cuyo estado gaseoso le permitió escapar y difundirse hacia la atmósfera hace aproximadamente 1500 millones de años, lo cual es una amenaza para la vida anaeróbica, donde es un elemento tóxico (Capra, 1998, p. 245). Margulis y Sagan (1995) clasifican a la fotosíntesis oxigénica como «La innovación metabólica individual más importante de la vida en el planeta» (p. 96) pues al generar biomasa suficiente se convierte en fuente primaria de materia y energía para los organismos heterótrofos, incluido el ser humano (Sánchez de Prager et al., 2012, p. 4).

Esto es de suma importancia porque, al crecer la producción y oferta de biomasa, la vida está lista para superar la situación de agregaciones bacterianas puntuales y colonizar nuevos ambientes ( figura 2.11).

Figura 2.11.

La fotosíntesis oxigénica amplía la oferta nutricional y propicia la colonización de la superficie terrestre.

Fuente: Sánchez de Prager (2017d, p. 52).

Fotografías. Plantas: Sánchez de Prager (2011b). Rizosfera, algas: Lake Five Resort (2014). Bacteria fotosintéticas: Sánchez de Prager (2003b), Lugo (2014) y 2012 Cuenta Regresiva (9 de marzo de 2015).

Diseño: Perea-Morera y Sánchez de Prager (2017). Interpretó y dibujó Sánchez de Prager y Perea-Morera.

2.3.3. Cambios ecológicos introducidos por la presencia de O2

Dada la importancia de este O2 como fruto de la innovación tecnológica bacteriana, denominada fotosíntesis oxigénica, nos detenemos en sus aportes: recordemos que se torna tóxica para la vida dominante, sin embargo, su carácter gaseoso hace que se desprenda a la atmósfera y conforme la molécula de ozono (O3), integradora de la capa atmosférica que filtra las radiaciones esterilizantes y propicia condiciones ambientales favorables para que la vida emigre del agua a la superficie terrestre. Fuera de ello, va a convertirse en agente oxidante en la medida en que surge un nuevo bucle catabólico: la respiración aeróbica, unida al surgimiento del sistema enzimático denominado ciclo de Krebs o de los ácidos tricarboxílicos y al complejo flavoproteínas, citocromos, en el cual O2 es el aceptor de electrones, recibe la carga de hidrogeniones y genera H2O (Madigan et al., 2012, p. 105; Sánchez de Prager et al., 2000, p. 102). Esta innovación tecnológica de las bacterias que poseen este complejo, las capacita para obtener de la biomasa alimentaria 36 ATP disponibles, producir H2O y reducir el O2 a H2O. De manera que regula la presencia de este gas, manteniendo la humedad del planeta, evitando que los océanos se evaporaran y sumándose al ciclo hidrológico que se repite «una y otra vez entre los organismos vivos y el ambiente abiótico» (Odum, 1975, p. 4). Como si fuera poco, generó opciones metabólicas para problemas ambientales decisivos en este tiempo planetario.

2.3.4. Comprensión del hito evolutivo de la fotosíntesis y respiración oxigénica

El complejo enzimático que genera las opciones de fotosíntesis y respiración oxigénica se ubican en la membrana celular de algunas especies bacterianas, se va modificando el genoma de otras, incorporando estas características y haciéndolas más frecuentes. Así, en ese momento evolutivo, los puntos de inestabilidad de la vida se superan gracias a estas estructuras disipativas que se perfeccionaron y, aproximadamente 800 millones de años después, formaron estructuras especializadas para realizar la fotosíntesis y respiración aeróbica: los cloroplastos y las mitocondrias. La vida se diversifica, de manera que a las bacterias unicelulares (procariotas), equipadas con el mínimo necesario para que la vida prospere, se le suman microorganismos resultado de múltiples simbiosis (pluricelulares, eucariotas), en los cuales algunas células se especializan y hacen más eficientes estos procesos, como la fotosíntesis, respiración, movimiento, transporte de nutrientes en redes membranosas, entre otros.

Estas vías metabólicas conexas del anabolismo y catabolismo ( figura 2.12), ensayados hasta el exceso en el agua, preparan la colonización de la superficie terrestre por organismos que quizá se movieran con frecuencia entre el agua y la superficie, acumulando biomasa inicialmente transportada en sus cuerpos, pero luego la aparición de las plantas terrestres va a permitir la acumulación de biomasa in situ y a acelerar el asentamiento de vida superficial.

Figura 2.12.

Vías del metabolismo como unidad que vinculan catabolismo y anabolismo.

Fuente: FAO (1980), Sánchez de Prager et al. (2012) p. 23.

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