Alti livelli di ossigeno non necessari per sviluppo della vita complessa

Uno dei principi più radicati della scienza è che le forme di vita complesse non abbiano potuto evolversi finché i livelli di ossigeno atmosferico non siano saliti a percentuali prossime alle attuali. Ora, lo studio di una piccola spugna di mare ripescata in un fiordo danese dimostra che la vita complessa non necessita di alti livelli di ossigeno per vivere.

Spugna di mare Halichondria panicea, utilizzata per l’esperimento presso la University of Southern Denmark (Crediti: Daniel Mills)

L’origine della vita complessa è uno dei più grandi misteri della scienza. Come avrebbero potuto evolversi sulla Terra le piccole cellule primitive verso la diversità di forme di vita così avanzate come le attuali?

La risposta che viene data ovunque è: ‘la presenza di ossigeno’. La vita complessa ha potuto evolversi perché i livelli atmosferici di ossigeno hanno cominciato a salire, circa 630-635mila anni fa.

Tuttavia, un nuovo studio su una comune spugna di mare del Kerteminde Fjord, Danimarca, mostra che questa spiegazione deve essere riconsiderata, dato che si è constatato che gli animali possono vivere e crescere anche con forniture di ossigeno molto limitate.

In realtà, gli animali possono vivere e crescere quando l’atmosfera contiene anche solo lo 0,5 per cento dei livelli di ossigeno attuali.

“L’origine della vita animale non è stata impedita da bassi livelli di ossigeno”, dice Daniel Mills, ricercatore del Nordic Center for Earth Evolution presso la University of Southern Denmark, che insieme a Lewis M. Ward, del California Institute of Technology, è l’autore di una pubblicazione in proposito sulla rivista PNAS.

Le forma di vita animale più complesse hanno fatto la loro comparsa sulla Terra ed hanno cominciato ad evolversi poco più di mezzo miliardo di anni fa.

Miliardi di anni prima, la vita era consistita solo in alcune semplici forme unicellulari.

L’emergere di animali è coinciso con un significativo aumento dei livelli di ossigeno nell’atmosfera terrestre e quindi sembrava ovvio collegare i due eventi, concludendo che  l’aumento dei livelli di ossigeno avesse portato all’evoluzione animale.

“Nessuno – che io sappia – ha mai misurato la quantità di ossigeno necessaria agli animali per vivere. Quindi, abbiamo deciso di scoprirlo”, dice Daniel Mills.

Gli animali viventi che più somigliano ai primi animali comparsi sulla Terra sono le spugne di mare. La specie Halichondria panicea vive poco lontano dal Centro Biologico di Ricerche Marine presso la University of Southern Denmark di Kerteminde, ed è stata questa specie cui Daniel Mills è ricorso per la sua ricerca.

“In laboratorio, le spugne hanno continuato a respirare e a crescere anche quando i livelli di ossigeno hanno raggiunto lo 0,05 per cento dei livelli atmosferici attuali”, ha osservato Mills.

  “Livelli decisamente inferiori a quelli ritenuti necessari per la vita animale”.

La domanda, allora, è: “Se i bassi livelli di ossigeno non hanno impedito l’evoluzione animale, allora com’è andata? Perché, per miliardi di anni, la vita consisteva soltanto di primitivi batteri unicellulari e amebe, e improvvisamente è esplosa e si è sviluppata la vita complessa?”

“Debbono esserci stati in gioco altri meccanismi ecologici ed evolutivi. Forse la vita microbica è rimasta tale per un tempo così lungo perché quel tempo era richiesto per sviluppare la macchina biologica necessaria perchè un animale potesse esistere. Forse sulla Terra primordiale non c’erano animali complessi semplicemente perché per molti organismi unicellulari è difficile poter evolversi”, ipotizza Daniel Mills.

Frattanto, i colleghi del Nordic Center for Earth Evolution hanno dimostrato che i livelli di ossigeno erano effettivamente già aumentati, almeno una volta, prima dell’evoluzione di organismi complessi ma, quantunque vi fosse stato molto ossigeno disponibile, non si era avuto alcun sviluppo di vita complessa.