El descubrimiento de microfósiles que redefine la evolución de la vida

Los microfósiles encontrados en Australia Occidental indican un salto importante en la complejidad de la vida durante el Gran Evento de Oxidación, lo que indica la evolución temprana de organismos complejos como las algas.

Según un equipo internacional de científicos, los microfósiles de Australia Occidental pueden capturar un salto en la complejidad de la vida que coincidió con un aumento de oxígeno en la atmósfera y los océanos de la Tierra.

Los resultados fueron publicados en la revista. GeologíaEsta imagen proporciona una ventana poco común al Gran Evento de Oxidación, un momento hace aproximadamente 2.400 millones de años cuando la concentración de oxígeno en la Tierra aumentó, cambiando fundamentalmente la superficie del planeta. Los científicos creen que este evento condujo a una extinción masiva y abrió la puerta a la evolución de vida más compleja, pero había poca evidencia directa en el registro fósil antes de que se descubrieran los nuevos microfósiles.

Los microfósiles se encuentran dentro del pedernal negro como el que se muestra aquí. Crédito: Erica Barlow

La primera evidencia directa que vincula el cambio ambiental con la vida compleja

«Lo que mostramos es la primera evidencia directa que vincula el entorno cambiante durante un evento de oxidación importante con una mayor complejidad de la vida», dijo la autora correspondiente Erica Barlow, profesora de investigación asociada en el Departamento de Ciencias de la Tierra de Penn State. «Esto es algo que se ha planteado como hipótesis, pero hay poco en el registro fósil que no hayamos podido probar».

En comparación con los organismos y algas modernos.

En comparación con los organismos modernos, los microfósiles se parecen más a un tipo de alga que a la vida procariótica más simple (organismos como bacterias, por ejemplo) que existían antes del gran evento de oxidación, dijeron los científicos. Las algas, como todas las demás plantas y animales, son eucariotas, que son organismos más complejos cuyas células contienen un núcleo rodeado de membranas.

Los científicos dijeron que se necesita más trabajo para determinar si los microfósiles fueron dejados por organismos eucariotas, pero esta posibilidad tendría implicaciones importantes. Haría retroceder el registro de microfósiles eucariotas 750 millones de años.

La Cordillera Hammersley, una región montañosa en Australia Occidental, donde los investigadores llevaron a cabo su trabajo. Crédito: Erica Barlow

«Los microfósiles tienen un parecido notable con una familia moderna llamada Volvocaceae», dijo Barlow. «Esto sugiere que el fósil puede ser un fósil eucariota temprano. Esta es una gran afirmación y algo que necesita más trabajo, pero plantea una pregunta interesante que la comunidad puede aprovechar y probar».

Barlow descubrió la roca que contiene los fósiles mientras realizaba su investigación universitaria en la Universidad de Nueva Gales del Sur (USNW) en Australia, y realizó el trabajo actual como parte de su trabajo doctoral en la UNSW y luego mientras trabajaba como investigadora postdoctoral en Penn State.

Implicaciones e investigaciones futuras.

«Estos fósiles específicos están notablemente bien conservados, lo que permitió un estudio combinado de su morfología, composición y complejidad», dijo Christopher House, profesor de ciencias de la tierra en Penn State y coautor del estudio. «Los resultados proporcionan una ventana fascinante a la biosfera cambiante hace miles de millones de años».

Los científicos analizaron la composición química y la composición isotópica del carbono de los microfósiles y determinaron que el carbono fue creado por organismos vivos, confirmando que las estructuras eran efectivamente fósiles biológicos. También revelaron conocimientos sobre el hábitat, la reproducción y el metabolismo de los microorganismos.

Barlow comparó las muestras con microfósiles antes del evento de oxidación importante y no pudo encontrar organismos similares. Dijo que los microfósiles que encontró eran más grandes y tenían disposiciones celulares más complejas.

«El registro parece revelar una ola de vida: hay un aumento en la diversidad y complejidad de esta vida fosilizada que estamos encontrando», dijo Barlow.

En comparación con los organismos modernos, los microfósiles tienen claras similitudes con las colonias de algas, dijo Barlow, incluida la forma, el tamaño y la distribución tanto de la colonia como de las células individuales y las membranas que rodean tanto la célula como la colonia.

«Tienen una similitud notable y, mediante este método de comparación, podemos decir que estos fósiles eran relativamente complejos», dijo Barlow. «No hay nada parecido en el registro fósil, sin embargo, tiene sorprendentes similitudes con las algas modernas».

Implicaciones más amplias para comprender la vida en la Tierra y más allá

Los científicos dijeron que los hallazgos tienen implicaciones sobre cuánto tiempo tardó en formarse vida compleja en la Tierra primitiva (la evidencia indiscutible más antigua de vida tiene 3.500 millones de años) y lo que la búsqueda podría revelar sobre la vida en otras partes del sistema solar.

«Creo que encontrar un fósil tan grande y complejo, relativamente temprano en la historia de la vida en la Tierra, hace que uno se pregunte: si encontramos vida en otro lugar, podría no ser solo vida bacteriana procariótica», dijo Barlow. . «Existe la posibilidad de que se conserve algo más complejo; incluso si todavía es microscópico, puede ser algo de un orden ligeramente superior».

Referencia: “Los microfósiles distintivos respaldan el surgimiento paleozoico de una organización celular compleja” por Erica V. Barlow, Christopher H. House, Ming-Chang Liu y Maxwell T. Witherington y Martin J. Van Kranendonck, 6 de octubre de 2023, Geología.
doi: 10.1111/gbi.12576

Maxwell Witherington, científico de Penn State, también contribuyó; Ming Chang Liu, científico del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore; y Martin Van Kranendonck, profesor de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia.

Consejo Australiano de Investigación, NASA La Fundación Nacional de Ciencias proporcionó financiación para este trabajo.