Descubren restos de un mundo extinto de organismos vivos

Las firmas de biomarcadores recién descubiertas apuntan a todo un grupo de organismos previamente desconocidos que dominaron la vida compleja en la Tierra hace unos mil millones de años. Se diferenciaban de la vida compleja de los eucariotas tal como los conocemos, como animales, plantas y algas en su estructura celular y metabolismo potencial, que se adaptaron a un mundo con mucho menos oxígeno en la atmósfera que en la actualidad.

Un equipo internacional de investigadores, incluido el geoquímico de GFZ Christian Hollmann, ahora informa este avance en el campo de la geobiología evolutiva en la revista. naturaleza.

Y resulta que los “esteroides elementales” previamente desconocidos fueron sorprendentemente abundantes a lo largo de la Edad Media de la Tierra. Las moléculas primordiales se produjeron en una etapa temprana de la complejidad de los eucariotas, extendiendo el registro actual de esteroles fósiles más allá de los 800 e incluso hace 1600 millones de años. Eucariotas es un término dado al reino de la vida que incluye todos los animales, plantas y algas y se separa de las bacterias por tener una estructura celular compleja que incluye un núcleo, así como un mecanismo molecular más complejo.

“La implicación más importante de este descubrimiento no es simplemente una extensión del registro molecular actual de los eucariotas”, dice Holman, “dado que el último ancestro común de todos los eucariotas modernos, incluidos los humanos, probablemente pudo producir eucariotas modernos ‘regulares’. esteroles”. Hay muchas posibilidades de que los eucariotas responsables de estas raras firmas pertenezcan al tronco del árbol filogenético”.

Un vistazo sin precedentes a un mundo perdido

Este “tocón” representa el linaje ancestral común que fue el precursor de todas las ramas aún vivas de los eucariotas. Sus representantes se extinguieron hace mucho tiempo, pero los detalles de su naturaleza pueden arrojar más luz sobre las circunstancias que rodean la evolución de la vida compleja.

Aunque se necesita más investigación para evaluar qué porcentaje de protosteroides pueden tener una fuente bacteriana rara, el descubrimiento de estas nuevas moléculas no solo reconcilia el registro geológico de los fósiles tradicionales con el de las moléculas de grasa fósil, sino que también brinda una visión rara y sin precedentes del mundo. perdido de la vieja vida.

La desaparición competitiva de los eucariotas del grupo de tallos, marcada por la primera aparición de estromales fósiles modernos hace unos 800 millones de años, puede reflejar uno de los eventos más duraderos en la evolución de una vida cada vez más compleja.

“Casi todos los eucariotas sintetizan esteroides vitales, como el colesterol producido por los humanos y la mayoría de los otros animales”, agrega Benjamin Nittersheim de la Universidad de Bremen, primer autor del estudio.

“Debido a los efectos potencialmente dañinos para la salud de los niveles altos de colesterol en humanos, el colesterol no tiene la mejor reputación desde una perspectiva médica. Sin embargo, estas moléculas de lípidos son partes integrales de las membranas de las células eucariotas donde ayudan en una variedad de funciones fisiológicas”. Al buscar esteroides fosilizados en rocas antiguas, podemos rastrear la evolución de una vida cada vez más compleja”.

Lo que el premio Nobel pensó que es imposible

El premio Nobel Konrad Bloch ya había especulado sobre un biomarcador de este tipo en un artículo hace casi 30 años. Bloch sugirió que los intermediarios de vida corta en la biosíntesis moderna de esteroides pueden no ser siempre intermediarios.

Se creía que la biosíntesis de lípidos evolucionó en paralelo con las condiciones ambientales cambiantes a lo largo de la historia de la Tierra. A diferencia de Bloch, que no creía que se pudieran encontrar medios tan antiguos, Nettersheim comenzó a buscar protoesteroides en rocas antiguas depositadas en un momento en que tales medios habrían sido el producto final.

Pero, ¿cómo encontramos tales moléculas en rocas antiguas? dice Jochen Brooks, profesor de la Universidad Nacional de Australia, coautor de un nuevo estudio con Nettersheim.

Los científicos han pasado por alto estas moléculas durante décadas porque no encajan en la imagen típica de la investigación molecular. “Una vez que conocimos nuestro objetivo, descubrimos que docenas de otras rocas, tomadas de vías fluviales de miles de millones de años en todo el mundo, exudaban partículas fósiles similares”.

Las muestras más antiguas que contienen el biomarcador son de la Formación Barney Creek en Australia y tienen 1640 millones de años. El registro de rocas de los siguientes 800 millones de años arrojó solo partículas fósiles de eucariotas primitivos antes de que aparecieran por primera vez las firmas moleculares de los eucariotas modernos en el período Tonian.

Según Nettersheim, “La transformación de Tonian está emergiendo como uno de los puntos de inflexión ambientales más profundos en la historia de nuestro planeta”. Holman agrega que “tanto los grupos de tallos primitivos como los representantes de los eucariotas modernos, como las algas rojas, pueden haber vivido juntos durante cientos de millones de años”.

Pero durante este tiempo, la atmósfera de la Tierra se ha vuelto cada vez más rica en oxígeno, un producto metabólico de las cianobacterias y las algas eucariotas que, de otro modo, sería tóxico para muchos otros organismos. Posteriormente, se produjo la glaciación global “Tierra bola de nieve” y las comunidades de protosterol desaparecieron en gran medida. El último ancestro común de todos los eucariotas vivos probablemente vivió hace 1200 a 1800 millones de años. Es probable que sus descendientes fueran más capaces de tolerar el calor y el frío, así como la radiación ultravioleta y desplazaran a sus parientes neandertales.

Dado que todos los eucariotas del grupo troncal se extinguieron hace mucho tiempo, nunca sabremos con certeza cómo eran la mayoría de nuestros parientes primitivos, pero los esfuerzos técnicos han creado representaciones tentativas (ver imágenes adjuntas), mientras que los esteroides primitivos pueden arrojar más luz sobre la bioquímica. y estilo de vida

“La Tierra ha sido un mundo microbiano durante la mayor parte de su historia y ha dejado pocas huellas”, concluye Nettersheim. La investigación en ANU, MARUM y GFZ continúa rastreando las raíces de nuestra existencia, y el descubrimiento de los protoesteroles ahora nos acerca a comprender cómo vivieron y evolucionaron nuestros primeros antepasados.