Oxigen fosc
La producció d'oxigen fosc (DOP) es refereix a la generació d'oxigen molecular (O2) mitjançant processos que no impliquen fotosíntesi oxigenada dependent de la llum. Mentre que la majoria de l'oxigen de la Terra és produït per plantes i microorganismes fotosintètics actius mitjançant la fotosíntesi, la DOP es produeix mitjançant una varietat de processos abiòtics i biòtics i pot donar suport al metabolisme aeròbic en ambients foscos i anòxics.
DOP abiòtic
[modifica]La DOP abiòtica es pot produir a través de diversos mecanismes, com ara:
- Radiòlisi de l'aigua: aquest procés normalment té lloc en ecosistemes geològics foscos, com els aqüífers, on la descomposició dels elements radioactius a la roca circumdant condueix a la ruptura de les molècules d'aigua, produint O2.
- Oxidació de radicals lligats a la superfície: en minerals que contenen silici com el quars, els radicals lligats a la superfície poden patir oxidació, contribuint a la producció d'O2.
A més de la formació directa d'O2, aquests processos sovint produeixen espècies reactives d'oxigen (ROS), com ara radicals hidroxil (OH•), superòxid (O2•-) i peròxid d'hidrogen (H2O2). Aquests ROS es poden convertir en O2 i aigua, ja sigui biòticament, mitjançant enzims com la superòxid dismutasa i la catalasa, o abiòticament, mitjançant reaccions amb ferro fèrric i altres metalls reduïts.[1][2]
DOP biòtic
[modifica]La DOP biòtica la realitzen els microorganismes mitjançant diferents processos microbians, que inclouen:
- Dismutació de clorit: Això implica la dismutació de clorit (ClO2-) en ions O2 i clorur.
- Dismutació de l'òxid nítric: implica la dismutació de l'òxid nítric (NO) en O2 i gas dinitrogen (N2) o òxid nitrós (N2O).
- Lisi de l'aigua mitjançant metanobactines: les metanobactines poden lisar les molècules d'aigua per produir O2.
Evidència experimental
[modifica]Estudis recents han proporcionat evidències convincents per a la DOP en diversos entorns geològics i subsuperficials:
- Ecosistemes d'aigües subterrànies: s'han mesurat les concentracions d'oxigen dissolt en aigües subterrànies antigues que abans es suposava que eren anòxiques. La presència d'O2 s'atribueix a comunitats microbianes capaces de produir oxigen fosc i radiòlisi d'aigua. Les anàlisis metagenòmics i els estudis d'isòtops d'oxigen donen suport a la generació local d'oxigen en lloc de la barreja atmosfèrica.
- Entorns del fons marí: també s'han suggerit proves de DOP al fons oceànic profund, especialment a les regions riques en nòduls polimetàl·lics. Es proposa que aquests nòduls generin suficient corrent elèctric per impulsar l'electròlisi de l'aigua de mar, donant lloc a la producció d'O2.
Implicacions
[modifica]Malgrat les seves diverses vies, la DOP s'ha considerat tradicionalment insignificant en els sistemes terrestres. L'evidència recent suggereix que l'O2 es produeix i es consumeix en entorns foscos i aparentment anòxics a una escala molt més gran del que es pensava anteriorment, amb implicacions per als cicles biogeoquímics globals.[3][4]
Referències
[modifica]- ↑ Sutherland, Kevin M.; Hemingway, Jordon D.; Johnston, David T. (en anglès) Geochimica et Cosmochimica Acta, 324, May 2022, pàg. 86–101. Bibcode: 2022GeCoA.324...86S. DOI: 10.1016/j.gca.2022.02.033.
- ↑ Xu, Jie; Sahai, Nita; Eggleston, Carrick M.; Schoonen, Martin A.A. (en anglès) Earth and Planetary Science Letters, 363, February 2013, pàg. 156–167. Bibcode: 2013E&PSL.363..156X. DOI: 10.1016/j.epsl.2012.12.008.
- ↑ Sweetman, Andrew K.; Smith, Alycia J.; de Jonge, Danielle S. W.; Hahn, Tobias; Schroedl, Peter (en anglès) Nature Geoscience, 17, 8, August 2024, pàg. 737–739. DOI: 10.1038/s41561-024-01480-8. ISSN: 1752-0894 [Consulta: free].
- ↑ Ruff, S. Emil; Humez, Pauline; de Angelis, Isabella Hrabe; Diao, Muhe; Nightingale, Michael (en anglès) Nature Communications, 14, 1, 13-06-2023. DOI: 10.1038/s41467-023-38523-4. ISSN: 2041-1723. PMC: 10264387. PMID: 37311764.