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Quando la Terra incontrò l’ossigeno

Le domande che si fa la scienza spesso sono semplicissime, ma la loro risposta spesso è estremamente complessa e apre continuamente nuove domande. Alla domanda «da dove viene l’ossigeno?» come risponde oggi la scienza?
Le domande che si fa la scienza spesso sono semplicissime, ma la loro risposta spesso è estremamente complessa e apre continuamente nuove domande. Alla domanda «da dove viene l’ossigeno?» come risponde oggi la scienza? Ogni giorno compiamo circa 20.000 atti respiratori e diamo la sua presenza per scontata, eppure la storia dell’ossigeno è strettamente intrecciata all’evoluzione della vita sul nostro pianeta. L’ossigeno libero (cioè in forma di molecola O2) non c’è sempre stato, e quello che per noi ora è indispensabile una volta era addirittura un veleno: quando l’evoluzione inventò la fotosintesi e alcune semplicissime alghe cominciarono a produrre O2 come prodotto di scarto, moltissimi anaerobi, fino ad allora dominanti, ne fecero le spese e si estinsero in massa in quello che è noto come Grande Evento Ossidativo (o Crisi dell’ossigeno).

Microfossili di procarioti sferoidali provenienti dallo Swaziland e dal Sud Africa (Immagine: L’Universo e l’origine della vita di Antonio bonfitto)

Una stima Si tratta di un evento molto antico, e anche per questo è molti difficile studiarlo. I lavori più recenti datano la comparsa dei primi organismi fotosintetici a circa 2.8 miliardi di anni fa, ma il GOE (Great Oxidation Event) si sarebbe verificato solo centinaia di milioni di anni dopo. Finora per la datazione ci si era basati sul Ferro: quando l’ossigeno fu presente in grosse quantità si formarono ossidi di Ferro insolubili che si depositarono in massa sui fondali, creando nel sedimento delle caratteristiche bande (BIF, Banded Iron Formation). Questo però dava solo una stima (approssimativa, visto che questi strati non sempre sono affidabili per via del metamorfismo a cui sono sottoposti) del momento in cui gli ossidi cominciarono ad accumularsi nei mari, ma non ci dice nulla su quando e come i primi organismi aerobi cominciarono a colonizzare le terre emerse. La «pistola fumante» In un recente studio appena pubblicato su Nature si afferma proprio di aver trovato questa «pistola fumante». Invece del ferro il team internazionale di geologi ha usato come punto di riferimento il Cromo. Fino a 2.48 miliardi di anni fa questo elemento era presente quasi esclusivamente nelle rocce ultramafiche sulla crosta terrestre, poi in qualche modo il Cromo, su tutto il pianeta, cominciò a essere mobilizzato e a diffondersi quindi nei sedimenti come risultato della degradazione delle rocce stesse, principalmente nella sua forma ridotta Cr(III).

Pirite multicolore dal Messico (Immagine: Paul Garland @ Flickr)

Da cosa è stato innescato questo processo? Secondo i ricercatori non sarebbe potuto accadere nulla di simile se non in presenza di batteri acidofili chemiolitoautotrofi (cioè chemioautotrofi che usano rocce e minerali come substrato) che crescendo a spese della pirite (lontani parenti quindi di Thiobacillus sp.) hanno reso l’ambiente abbastanza acido da permettere la degradazione di cui sopra. Non solo quindi i nuovi dati offrono una conferma indipendente del GOE e della sua evoluzione, ma ci dicono qualcosa anche sulle primissime forme di vita che colonizzarono le terre emerse, dove rimasero padroni incontrasti per almeno un miliardo di anni prima che vi approdassero i primi pluricellulari.    
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