Holocausto do oxigênio

Segundo Lynn Margulis o holocausto do oxigênio foi desencadeado pela demanda incessante por hidrogênio, pois os organismos necessitavam deste elemento para a síntese de seu alimento e com isso o oxigênio foi liberado como consequência do processo, proporcionando uma alteração radical no meio com ações nocivas aos seres vivos anaeróbicos
Analisando a evolução dos processos bioenergéticos, a necessidade de produzir seu alimento para suprir uma crise energética, desencadeada pelos primeiros organismos, selecionou aqueles com potencial fotoautótrofo que utilizavam o H₂S como fonte de hidrogênio. Esse gás, liberado pelas atividades vulcânicas, foi ficando cada vez mais insuficiente para suprir a demanda das comunidades constituídas por estes tipos de bactérias fotossintéticas anaeróbicas.
Mas a Terra ainda apresentava uma fonte gigantesca de hidrogênio: a água. A escassez de H₂S como pressão seletiva, selecionou organismos com potencial de utilizar esta substância como fonte de hidrogênio para a síntese de seu alimento, tratava-se dos ancestrais mais modernos das cianobactérias, que tinham em seu genoma a informação para a tradução de proteínas com capacidade de absorver energia fótica e fosforilar ADP para a redução do gás carbônico (CO₂). Esta inovação metabólica teve consequências que influenciou radicalmente a vida na Terra e proporcionou novos caminhos evolutivos.
O surgimento da fotossíntese aeróbica, que utiliza a água como fonte de hidrogênio, foi um sucesso para as cianobactérias portadoras deste processo bioenergético, a expressão de seu potencial biótico foi elevada, e assim colonizou todos os locais providos de luz, gás carbônico e água. Acontece que, o gás liberado como consequência deste processo é altamente nocivo, venenoso e comburente, pois reagindo com a matéria orgânica, retira elétrons e produz radicais livres, substâncias com elevado poder reativo e de vida curta, que causa a instabilidade de compostos constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio.
No início, a biosfera tinha a capacidade de absorver a degradação do oxigênio, pois esse gás reagia com metais e outros gases e assim não podia acumular na atmosfera, impedindo que a tornasse oxidante. Durante milhões de anos isso ocorreu, quando os metais livres se esgotaram e as reações com outros gases não eram suficientes para aprisionar o oxigênio, ele começou a se acumular na atmosfera e com isso muitas populações foram destruídas, exterminadas, caracterizando o holocausto e uma nova condição ambiental surgia, uma nova pressão seletiva agora atuava. As bactérias que, aleatoriamente surgiram com a capacidade de sobreviver em um meio oxidante, foram então selecionadas e proliferaram rapidamente. Alguns estudiosos acreditam que a capacidade de bioluminescência e de sintetizar vitamina E (tocoferol) foram algumas das aquisições importantes destes primeiros organismos aeróbicos, além do surgimento de um complexo enzimático que viabilizou a utilização do oxigênio, antes nocivo, como essencial e imprescindível aos seus processos metabólicos – a respiração aeróbica que surgiu frente a uma necessidade que os organismos apresentavam de sobreviver em um meio oxidante e que proporciona um melhor aproveitamento da energia contida no alimento gerando um maior teor de energia metabólica (ATP).
Novas cianobactérias surgiram com a capacidade de sintetizar seu próprio alimento além de utilizar o oxigênio para outro processo metabólico.
Depois de quase dois milhões de anos, aproximadamente, observamos que a concentração de oxigênio na atmosfera encontra-se estabilizada em cerca de 21%. Se essa concentração tivesse uma alteração de pelo menos um ponto percentual para mais ou para menos ocorreria, respectivamente, a combustão espontânea de todos os seres vivos e a asfixia dos organismos aeróbicos. Por meio de alterações genéticas, algumas bactérias que produzem e outras que absorvem, são as maiores responsáveis pela manutenção deste gás na atmosfera.
Com o oxigênio foi possível: a formação da camada de ozônio que impede a entrada de raios ultravioletas dotados de grande potencial energético e o desenvolvimento de organismos mais complexos, dependentes de seu genoma nuclear associado à ação das mitocôndrias, que viabiliza brilhantemente a respiração aeróbica além de ter possibilitado, entre outros fatores, a conquista da terra firme.