Nuevos tipos de microfósiles descubiertos en el pedernal Gunflint sugieren que la evolución de las células procariotas a las eucariotas, que dieron lugar las formas de vida más complejas que existen sobre la Tierra, tuvo lugar hace entre 1.800 y 1.600 millones de años.
Los primeros seres vivos que existieron sobre la Tierra fueron organismos unicelulares procariotas, antecesores de las bacterias eucariotas que habitan hoy en la tierra.
Esas células procariotas eran simples, pero, en algún momento de la evolución, originaron un linaje de células más complejas: las eucariotas, o células con núcleo.
Las células eucariotas dieron lugar a las formas de vida más complejas que existen sobre la Tierra, incluyendo los organismos pluricelulares como los animales, las plantas o los hongos.
Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo y cuándo ocurrió la evolución de procariotas a eucariotas, pero un equipo de investigación de las universidades japonesas de Tohoku y Tokio puede haber proporcionado algunas respuestas, después de descubrir nuevos tipos de microfósiles que datan de 1.900 millones de años de antigüedad. Los detalles de su investigación se han publicado en la revista Precambrian Research.
Punto de referencia
La investigación de este equipo se desarrolló en el así llamado pedernal Gunflint, una secuencia de rocas de formación de hierro expuestas en la Cordillera Gunflint del norte de Minnesota y el noroeste de Ontario, a lo largo de la costa norte del Lago Superior, el mayor de los Grandes Lagos de Norteamérica, compartido por Estados Unidos y Canadá.
El pedernal tiene una gran importancia paleontológica porque contiene evidencia de vida microbiana del Paleoproterozoico, la primera era geológica de las tres que componen el Eón Proterozoico y que duró 900 millones de años: comenzó hace 2.500 millones de años y terminó hace 1.600 millones de años.
Los primeros microfósiles bacterianos se descubrieron allí en 1954, y los microfósiles de Gunflint se reconocen como un "punto de referencia" en el campo de la evolución de la vida.
Sin embargo, desde la década de 1970, se han realizado pocas investigaciones sobre la diversidad de los microfósiles de Gunflint y no se han informado pruebas concluyentes de microfósiles eucariotas, destacan los autores de la nueva investigación.
Más microfósiles
Buscando reevaluar los microfósiles, el equipo de investigación japonés llevó a cabo un estudio geológico de la Formación Gunflint y recolectó rocas que contenían microfósiles.
Después de investigar la forma tridimensional y la distribución del tamaño de los microfósiles, descubrieron cinco tipos de microfósiles: tipo colonial, elipsoidal, con inclusión intracelular (ICI), espinoso y con cola.
"Los recién descubiertos son más funcionales", explica el líder del equipo, Kohei Sasaki, investigador de la Universidad de Tohoku.
"Los microfósiles elipsoidales se asemejan a las cianobacterias modernas, que evolucionaron para mejorar su tolerancia a los entornos hostiles; mientras que el análisis químico mostró que los microfósiles ICI estaban repletos de nutrientes", añade.
Esto evidencia que los microorganismos evolucionaron para almacenar nutrientes que podrían soportar el estrés ambiental, destacan los investigadores.
Preparando la evolución
Mientras tanto, los tipos espinosos y con cola demostraron características ventajosas para la motilidad y la transferencia de nutrientes entre las células, una característica morfológica típica de los eucariotas.
"Aunque el tamaño de las células es procariota por definición, ya habían desarrollado funciones eucariotas", agrega Sasaki. Esto indica que los procariotas pueden haber comenzado a diversificar sus funciones y prepararse para la evolución antes de la aparición de los eucariotas, hace entre 1.800 y 1.600 millones de años.
El equipo especula que el entorno único en ese momento facilitó la expansión divergente de formas microbianas. La colisión de masas terrestres aceleró la meteorización oxidativa desde el continente fresco hasta el océano. Esto aumentó el suministro de nutrientes y elevó la temperatura del agua de mar, lo que hizo que el medio ambiente marino fuera inestable.
Estrategia de supervivencia
"Bajo esas condiciones, los microorganismos probablemente diversificaron su morfología como una estrategia de supervivencia, allanando el camino para la evolución de los eucariotas", continuó Sasaki.
El descubrimiento histórico de Sasaki y su equipo ayudará a los científicos a identificar el momento y los factores que marcaron el comienzo de la evolución de procariotas a eucariotas, proporcionando no solo un significado geológico, sino también ayudando a los campos de las ciencias de la vida y la biología evolutiva.
Referencia
Evolutionary diversification of paleoproterozoic prokaryotes: New microfossil records in 1.88 Ga Gunflint Formation. Kohei Sasakia et al. Precambrian Research, Volume 380, 15 September 2022, 106798. DOI:https://doi.org/10.1016/j.precamres.2022.106798
