L’origen
de la vida, o biopoesi, es va poder produir en el nostre planeta,
potser diverses vegades, poc després que hi hagués aigua líquida. Si la
biopoesi es va produir a Venus i Mart en algun moment de la seva
història «geològica», potser no va continuar en cap d’aquests planetes.
El que va fer possible el manteniment de la vida a la Terra va ser el
desenvolupament dels ecosistemes, o ecopoesi, que va evitar l’esgotament
dels elements biogènics de la superfície del planeta, cosa que hauria
ocorregut en un temps màxim de 200 o 300 milions d’anys, i que hauria
provocat l’extinció primigènia de la vida. Des de llavors, l’establiment
de les cadenes tròfiques, en què els productes del metabolisme d’uns
organismes serveixen de nutrients per a altres, permet el reciclatge de
la matèria. Aquesta aparició d’ecosistemes va ser essencial perquè en
tant que l’energia solar és aparentment il·limitada, no succeeix el
mateix amb la matèria que hi ha sobre la Terra. Aquest comportament dels
microorganismes, aprofitament màxim de l’energia i reciclatge de la
matèria, va assegurar la continuïtat i permanència de la vida sobre la
Terra. L’activitat dels primers ecosistemes va determinar l’evolució
posterior del planeta, que fins fa ara aproximadament 1.800 milions
d’anys va tenir com a únics habitants els procariotes.
Els procariotes són membres essencials de la
biosfera perquè són components indispensables dels ecosistemes que fan
possible el funcionament de tots els cicles biogeoquímics. Els dos
enzims fonamentals de la biosfera, la rubisco (que fixa el CO2 a una
pentosa en el procés de la fotosíntesi) i la nitrogenasa (complex
enzimàtic que converteix el N2 de l’aire en nitrogen orgànic), són
produïts exclusivament per procariotes. La rubisco la tenen la majoria
dels bacteris fotosintètics i els cloroplasts (que són descendents dels
cianobacteris). La nitrogenasa la tenen molts bacteris lliures i alguns
de simbionts (Rhizobium, etc.) de lleguminoses i d’algunes altres
plantes. Els microorganismes són els principals, si no els únics,
responsables de la degradació d’una gran varietat de compostos orgànics,
com ara la cel·lulosa, l’hemicel·lulosa, la lignina i la quitina (els
compostos orgànics més abundants a la Terra). Si no fos per la
degradació microbiana, tota aquesta matèria orgànica s’acumularia en els
boscos i sediments. A més, els microorganismes són els principals
responsables de la degradació de compostos químics tòxics derivats de
l’activitat antropogènica, com ara els bifenils policlorats (PCB), les
dioxines, els plaguicides, etc. Els microorganismes, a més, tenen un
paper fonamental en el reciclatge dels gasos atmosfèrics, i són, per
exemple, els responsables de l’efecte «hivernacle». Per tant, per una
banda sustenten la vida al nostre planeta, però, paradoxalment, per
l’altra són la causa de l’augment global de la temperatura, amb la qual
cosa posen en perill la vida (dels eucariotes).
De microorganismes procariotes n’hi ha per tot
arreu. La ubiqüitat dels procariotes es basa en cinc característiques
principals que s’han perdut en l’evolució posterior: (i) la mida petita,
que els permet una gran capacitat de dispersió; (ii) la variabilitat,
que els permet ocupar nínxols ecològics molt diversos; (iii) la
flexibilitat metabòlica, que els permet tolerar condicions ambientals
desfavorables i adaptar-se ràpidament a altres condicions; (iv) la
plasticitat genètica (o gran capacitat de transferència horitzontal de
gens), que els permet recombinar i recol·lectar els caràcters
favorables; i (v) la capacitat d’anabiosi o «letargia» (transformant-se
en formes no actives, però que continuen vives), que els permet
persistir durant molt de temps (fins a milions d’anys en alguns casos),
tot esperant que tornin les condicions ambientals adequades.
Tots els éssers vius depenen de la vida
procariota. Els procariotes són presents en tots els llocs on la vida
pot existir, en una extensa varietat de condicions ambientals, des de
les «ideals» (ideals, òbviament des del punt de vista dels
«macroorganismes») a ambients extrems (impensables per als animals, els
fongs i les plantes). Sense el coneixement dels microorganismes tindríem
una visió limitada de la biologia: no coneixeríem que la vida es pot
estendre a condicions extremes de temperatura, salinitat o pH; només
coneixeríem la fotosíntesi aeròbia i oxigènica (quan, en realitat, es va
originar en els procariotes com a anaeròbia i anoxigènica), i creuríem
que els éssers vius més longeus són, per exemple, les sequoies, que no
superen els 1.000 anys, però que, en realitat, són unes «jovenetes»
comparades amb les endòspores de ‘Bacillus’.
La Terra és una gran roca en l’espai, però una
roca viva amb múltiples canvis de forma. En uns 5.000 milions d’anys més
a partir d’ara, el nostre Sol es convertirà en una estrella gegant
vermella, expandint-se i cremant tots els planetes al seu voltant, igual
com li va passar a la seva estrella predecessora. Ni els bacteris, que
han habitat el nostre planeta des de l’origen de la vida i han
sobreviscut més de 30 extincions massives, podran escapar a la
catàstrofe. O sí? Alguns científics pensen que les endòspores o altres
formes de resistència bacteriana han escapat de la Terra en petits
fragments despresos per impactes violents d’asteroides. Des de llavors,
aquests polissons microbians vaguen per l’espai exterior buscant nous
planetes per habitar i «conquerir».
Llig l’article sencer a la web de Mètode.
Ricard Guerrero. Membre de l’Institut d’Estudis Catalans i director acadèmic de la Barcelona Knowledge Hub de l’Academia Europaea.
Mercé Berlanga. Professora agregada interina del departament de Microbiologia i Parasitologia. Universitat de Barcelona.
Carles Puche. Il·lustrador, Barcelona.
