La fotosíntesis de las cianobacterias

La historia

Un truco que cambió el mundo

Cada hoja verde que ves es una pequeña fábrica. Toma luz del Sol, dióxido de carbono del aire y agua del suelo, y los transforma en azúcares, de los que se alimenta la planta, liberando oxígeno. Este proceso se llama fotosíntesis clorofílica, por la clorofila, la sustancia verde que capta la luz. Pero las plantas no lo inventaron: lo heredaron de seres mucho más pequeños y mucho más antiguos, las cianobacterias.

Las cianobacterias son bacterias que viven en el agua, y durante mucho tiempo se las llamó «algas azules» o «algas verdeazuladas», porque tienen un color entre el verde y el azul y se ven como capas sobre las piedras de un río o en la superficie de un estanque. Son microscópicas, pero viven en colonias enormes. Se piensa que fueron los primeros organismos capaces de hacer lo que se llama fotosíntesis oxigénica, es decir, la que rompe las moléculas de agua y libera oxígeno.

El descubrimiento de otra manera de vivir

Antes que ellas ya existían bacterias capaces de usar la luz, pero sin producir oxígeno: usaban otras sustancias, como el sulfuro de hidrógeno, en lugar del agua. Pero el agua está en todas partes, y romperla requiere una energía grande y un aparato químico muy sofisticado. Los científicos creen que el paso a este mecanismo fue uno de los sucesos más importantes de la evolución. Una vez que las cianobacterias lo consiguieron, tuvieron a su disposición un recurso casi infinito: luz, agua y dióxido de carbono se encuentran por todas partes.

No sabemos con precisión cuándo ocurrió. Las huellas más probables se remontan a hace unos 2700 millones de años, y proceden de rocas de la formación de Tumbiana, en Australia Occidental: tapetes microbianos y estromatolitos que dejaron señales químicas de una fotosíntesis, aunque algunos estudiosos discuten si producía oxígeno. Hay indicios de que nació antes, quizá incluso hace 3200 millones de años, pero se discuten. Por eso la fecha de la línea del tiempo es aproximada.

Tapetes en los mares poco profundos

Las cianobacterias crecían en aguas poco profundas cerca de las costas, donde llegaba la luz. Formaban tapetes de colores hechos de colonias, unas sobre otras. De día, con la luz, las bacterias producían oxígeno y se desplazaban hacia arriba; de noche, o cuando quedaban cubiertas por la arena, volvían a subir. Así, poco a poco, sus tapetes y los granos de sedimento se acumulaban en capas y se convertían en estromatolitos. Estas rocas en capas son las huellas de vida más antiguas visibles a simple vista, y en pocos lugares del mundo, como Shark Bay, en Australia, todavía se encuentran vivas.

Las cianobacterias no han desaparecido: están en todas partes. Viven en los océanos, en los lagos, en el suelo, en los desiertos e incluso en las rocas de la Antártida. Una de ellas, Prochlorococcus, descubierta solo en 1986 por la bióloga estadounidense Sallie Chisholm y sus colegas, es tan pequeña que sus células miden menos de una milésima de milímetro; según las estimaciones es el organismo fotosintético más numeroso de la Tierra, y produce una parte considerable del oxígeno de los océanos.

Dentro de las plantas de hoy

Hay un último capítulo. Hace más de mil millones de años, una célula compleja engulló una cianobacteria sin digerirla; las dos empezaron a vivir juntas, y esa cianobacteria con el tiempo se convirtió en una parte de la célula, llamada cloroplasto. Todas las algas verdes y todas las plantas tienen cloroplastos, y dentro de ellos todavía hay un pequeño ADN parecido al de las cianobacterias. Cuando miras un bosque, por tanto, estás mirando a los descendientes de aquella antigua alianza.

Hoy se calcula que alrededor de la mitad del oxígeno que respiramos viene del plancton de los mares: algas y cianobacterias microscópicas. Son mucho más importantes de lo que parece.