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Estudo do MIT sugere que alguns seres vivos já usavam oxigênio centenas de milhões de anos antes do evento de oxidação grande (GOE), com a enzima-chave evoluindo no Mesoarcheano (entre 3,2 e 2,8 bilhões de anos atrás).
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A enzima em foco, reductases de oxigênio heme-cobre, é essencial para a respiração aeróbica e permite aos organismos usar o oxigênio.
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Cianobactérias produziram oxigênio por fotossíntese há cerca de 2,9 bilhões de anos; o oxigênio permaneceu na atmosfera muito tempo depois.
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A absorção de oxigênio por organismos próximos às cianobactérias pode ter atrasado a acumulação atmosférica de oxigênio por centenas de milhões de anos.
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O estudo, que aparece na revista Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, envolve pesquisadores do MIT e da Universidade de Oregon.
O estudo aponta que formas de vida antigas teriam desenvolvido a capacidade de usar oxigênio rounds centenas de milhões de anos antes do Evento de Oxidação Global (GOE). Pesquisadores da MIT sugerem que a respiração aeróbica pode ter início no período Mesoarcheano, muito antes do GOE, expandindo a linha do tempo da evolução do uso de oxigênio.
A equipe mapeou a evolução de uma enzima central que permite o uso de oxigênio por organismos aeróbicos. Utilizando sequências genéticas de milhares de espécies, os pesquisadores reconstruíram a história evolutiva e identificaram a origem dessa enzima no Mesoarcheano, entre 3,2 e 2,8 bilhões de anos atrás.
A descoberta sugere que, logo após os cyanobactérias terem começado a produzir oxigênio por fotossíntese, outros organismos teriam evoluído a capacidade de utilizá-lo. Assim, oxigênio disponível no ambiente pode ter sido rapidamente absorvido pela biosfera, retardando sua acumulação na atmosfera por centenas de milhões de anos.
Desde o início, o objetivo foi entender por que a oxigenação atmosférica ocorreu tardiamente. A equipe determinou que a enzima estudada já existia antes do GOE, o que implica que a respiração aeróbica pode ter sido mais antiga e difundida do que se imaginava.
Implicações da linha do tempo
Fatima Husain, coautora, destaca que a pesquisa reconfigura a narrativa da respiração aeróbica. Os resultados indicam inovação metabólica precoce e sugerem que a vida explorou oxigênio em momentos imediatamente após o aparecimento de oxigênio produzido biologicamente.
Gregory Fournier, coautor, explica que os dados vieram de uma grande quantidade de informações genômicas. A filtragem e o mapeamento em árvore evolutiva permitiram localizar o surgimento da enzima em fósseis e estimativas de tempo.
Haitao Shang e Stilianos Louca, da University of Oregon, colaboraram na análise comparativa de sequências. O estudo foi publicado na revista Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology e integra o histórico de investigações da MIT sobre a evolução do oxigênio na Terra.
Contexto histórico
O oxigênio hoje é onipresente, mas sua presença permanente na atmosfera começou cerca de 2,33 bilhões de anos atrás, com o GOE. Até então, a produção de oxigênio por cianobactérias era conhecida desde aproximadamente 2,9 bilhões de anos. A nova leitura sugere que formas capazes de respirar oxigênio coexistiam com esse processo de produção desde o Mesoarcheon.
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