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Se encuentran los fósiles más antiguos de posibles microorganismos ancestrales

Los fósiles nos dan información muy importante sobre la historia de nuestro planeta, gracias a ellos podemos saber qué especies vivieron, como evolucionaron, en qué ecosistemas vivieron o como era nuestro planeta hace millones de años. Sin embargo, uno de los retos más difíciles para los geólogos y paleobiólogos es discernir entre lo que realmente es un fósil y lo que simplemente parece serlo, sobre todo cuando corresponden a las formas de vida más primitivas del planeta. Un grupo de investigadores liderados por el geólogo David Wacey de la Universidad del Oeste de Australia encontraron y describieron lo que parecen ser los fósiles más antiguos reportados hasta la fecha según un artículo publicado hoy en Nature Geoscience.

fosil

Los fósiles han sido las piezas más importantes en la reconstrucción de la historia natural de nuestro planeta. Tenemos huesos de ancestros humanos de hace 4.4 millones de años que podrían indicar el origen de nuestra línea evolutiva, huesos de dinosaurios de hace 150 millones de años que refutarían la hipótesis de que el Archaeopteryx fuera el ave más primitiva, fósiles de una de las primeras plantas con flores que corroborarían la hipótesis que las angiospermas aparecieron hace 130 millones de años, fósiles de los primeros insectos voladores de hace 300 millones de años, fósiles de los primeros organismos multicelulares terrestres que datan de hace unos 600 millones de años o fósiles de los primeros eucariotas que poblaron la Tierra hace 1,000 millones de años.

Por otro lado, encontrar fósiles de organismos más ancestrales, sobre todo aquellos que empezaron a poblar el planeta y llenar de oxígeno la atmósfera —como las bacterias del azufre o las cianobacterias— es una tarea extremadamente difícil debido a que sus estructuras celulares son tan frágiles que no soportan un proceso de fosilización. Tal vez la única forma de identificar fósiles de estos organismos es en base a las huellas mineralizadas que dejan impregnadas en los sedimentos arcaicos. Sin embargo, para estar seguros que estas esferas mineralizadas son verdaderos signos de vida ancestral, deben hacerse estudios geoquímicos que determinen las  proporciones de determinados compuestos que sean de origen biológico.

Cuándo y cómo apareció la vida en el planeta, es y será por muchos años el misterio más grande de la ciencia. Sin embargo, se estima que fue hace unos 3,800 millones de años. Esta hipótesis se refuerza en 1987 cuando Schopf & Packer reportaron en Science haber encontrado fósiles de unos posibles microorganismos fotosintéticos filamentosos (cianobacterias) en sedimentos encontrados al noroeste Australia (conocido como ‘Apex Chert’) los cuales datan de hace 3,300 – 3,500 millones de años. Sin embargo, gracias a la tecnología moderna, Marshall et al. demostraron que estas estructuras filamentosas no tenían un origen biológico, quedando abierta nuevamente la pregunta de cuándo se pudo haber originado la vida.

El geólogo Martin Brasier de la Universidad de Oxford fue el principal crítico, no sólo del trabajo de Schopf & Packer, sino también de otros investigadores que reportaban fósiles de microorganismos primitivos. Ahora, él y su colaboradores reportaron la presencia de unas microestructuras esféricas en unos sedimentos obtenidos de la formación Strelley Pool al oeste de Australia los cuales datan de hace unos 3,400 millones de años.

Las microesferas tenían tanto el tamaño como la forma de pequeñas células [ver figura inicial]. Además, al analizarlos mediante espectroscopía Raman demostraron la presencia de carbono en las zonas que parecen ser la pared celular de las posibles bacterias. Estas paredes celulares tienen un grosor uniforme, lo cual descartaría la hipótesis que sean capas carbonáceas encontradas normalmente en este tipo de sedimentos, donde el carbono es de origen inorgánico. Por otro lado, los mapas de distribución de intensidad del carbono difieren a las de cuarzo, corroborando que las paredes celulares son de origen orgánico.

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a. Región donde se hizo la microespectrometría Raman. b. Picos característicos del Carbono obtenidos de las paredes celulares fósilizadas. c. Mapa de la distribución de intensidad del pico G correspondiente al carbono en la estructura fosilizada. d. Mapa de la distribución de intensidad correspondiente al cuarzo.

Al hacer los análisis químicos, Wacey et al. observaron que la cantidad de 13C (un isótopo más pesado del carbono) era menor a lo que se esperaría encontrar en un sedimento como este. El 13C se forma naturalmente en la atmósfera; sin embargo, los organismos vivos tienen afinidad sólo por el 12C, así que si la presencia del isótopo pesado es menor a lo esperado, quiere decir que su origen probablemente sea biológico.

Por otro lado, la pirita asociada a estas microestructuras tenían diferentes proporciones de dos isótopos pesados del azufre (33S y 34S). Esto indicaría que estos microorganismos ancestrales usaban como fuente de energía al sulfuro de hidrógeno, el cual era oxidado a azufre elemental (formando granos de azufre) y ácido sulfúrico. Los organismos vivos también tienen una afinidad específica por un isótopo del azufre, prefiriendo al 32S.

Estos resultados indicarían que estas formas de vida primitivas se asociaban en conglomerados celulares similares a las biopelículas y que obtenían su energía a partir de la oxidación de las formas reducidas del azufre como el H2S. Por otro lado, estas microestructuras esféricas fueron encontradas en regiones sedimentarias que en dicha época formaban parte de una bahía.

Hace 3,500 millones de años, los mares tenían una temperatura promedio de 45 o 50°C y no había presencia de oxígeno libre disuelto. Entonces, la forma de obtener energía a partir del azufre reducido tendría sentido. Según los investigadores, estas formas de vida primitiva serían parecidas a las bacterias del azufre que viven en los afloramientos hidrotermales, los cuales son calientes y las concentraciones de oxígeno son sumamente bajas. Por ahora, todas estas conclusiones son hipótesis.


Referencia:

ResearchBlogging.orgWacey, D., Kilburn, M., Saunders, M., Cliff, J., & Brasier, M. (2011). Microfossils of sulphur-metabolizing cells in 3.4-billion-year-old rocks of Western Australia Nature Geoscience DOI: 10.1038/ngeo1238

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