Un nuevo examen de los microorganismos fósiles más antiguos
conocidos proporciona fuerte evidencia para apoyar una comprensión cada vez más
extendida de que la vida en el Universo es común.
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J. WILLIAM SCHOPF/UCLA
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Investigadores de la Universidad de California Los Ángeles
(UCLA) y la Universidad de Wisconsin-Madison, Estados Unidos, han confirmado
que los fósiles microscópicos descubiertos en una roca de casi 3.500 millones
de años en el oeste de Australia son los fósiles más antiguos encontrados y, de
hecho, la evidencia directa más temprana de vida en la Tierra.
El estudio, publicado en 'Proceedings of the National
Academy of Sciences', fue dirigido por J. William Schopf, profesor de
Paleobiología en UCLA, y John W. Valley, profesor de Geociencia en la
Universidad de Wisconsin-Madison. La investigación se basó en nueva tecnología
y experiencia científica desarrollada por científicos del Laboratorio WiscSIMS
de UW-Madison.
El trabajo describe once especímenes microbianos de cinco
taxones separados, vinculando sus morfologías a las firmas químicas que son
características de la vida. Algunos representan bacterias y microbios ahora
extintos de un dominio de la vida llamado 'Archaea', mientras que otros son
similares a las especies microbianas que aún se encuentran en la actualidad.
Los hallazgos también sugieren cómo cada uno puede haber sobrevivido en un
planeta libre de oxígeno.
Los microfósiles, llamados así porque no son evidentes a
simple vista, fueron descritos por primera vez en la revista 'Science' en 1993
por Schopf y su equipo, que los identificaron basándose principalmente en las
formas únicas, cilíndricas y filamentosas de los fósiles. Schopf, director del
Centro para el Estudio de la Evolución y el Origen de la Vida de la UCLA,
publicó más evidencia de apoyo a sus identidades biológicas en 2002.
Este experto recogió la roca en la que se encontraron los
fósiles en 1982 del depósito de sílex Apex de Australia Occidental, uno de los
pocos lugares del planeta donde se ha conservado la evidencia geológica de la
Tierra primitiva, en gran parte porque no ha sido sometida a procesos
geológicos que lo hayan alterado, como su entierro y calentamiento extremo
debido a la actividad tectónica de placas.
Pero las interpretaciones anteriores de Schopf han sido
disputadas. Los críticos argumentaron que son solo minerales extraños que
parecen especímenes biológicos. Sin embargo, dice Valley, los nuevos hallazgos
dejan estas dudas de lado; los microfósiles son de hecho biológicos. "Creo
que está arreglado", dice en un comunicado.
Utilizando un espectrómetro de masa de iones secundario
(SIMS, por sus siglas en inglés) en UW-Madison llamado IMS 1280, uno de los
pocos instrumentos de este tipo en el mundo, Valley y su equipo, incluidos los
geocientíficos del Departamento Kouki Kitajima y Michael Spicuzza, pudieron
separar el carbono que compone cada fósil en sus isótopos constituyentes y
medir sus proporciones.
UN GRUPO PRIMITIVO, PERO DIVERSO DE ORGANISMOS
Los isótopos son versiones diferentes del mismo elemento
químico que varían en sus masas y las distintas sustancias orgánicas, ya sea en
roca, microbio o animal, contienen proporciones características de sus isótopos
estables de carbono. Utilizando SIMS, el equipo pudo separar el carbono 12 del
carbono 13 dentro de cada fósil y medir la relación de los dos en comparación
con un estándar de isótopo de carbono conocido y una sección de la roca sin
fósiles en donde fueron hallados.
"Las diferencias
en las proporciones de isótopos de carbono se correlacionan con sus formas
--explica Valley--. Si no son biológicos, no hay razón para tal correlación.
Sus proporciones C-13 a C-12 son características de la biología y la función
metabólica". Con esta información, los investigadores también pudieron
asignar identidades y probables comportamientos fisiológicos a los fósiles
encerrados dentro de la roca. Los resultados muestran que " son un grupo
primitivo, pero diverso de organismos”, afirma Schopf.
El equipo identificó un complejo grupo de microbios:
bacterias fotótrofas que habrían dependido del sol para producir energía,
arqueas que producían metano y gammaproteobacterias que consumían metano, un
gas que se cree es un constituyente importante de la atmósfera primitiva de la
Tierra antes de que el oxígeno estuviera presente
El equipo de Valley tardó casi diez años en desarrollar los
procesos para analizar con precisión los microfósiles: fósiles tan antiguos y
raros que nunca antes habían sido sometidos a análisis SIMS. El estudio se basa
en logros anteriores en WiscSIMS para modificar el instrumento SIMS,
desarrollar protocolos para la preparación y el análisis de muestras y calibrar
los estándares necesarios para unir lo más posible el contenido de
hidrocarburos a las muestras de interés.
A la hora de preparar el análisis SIMS, el equipo necesitó
pulir minuciosamente la muestra original lo más lentamente posible para exponer
los delicados fósiles en sí mismos, todos suspendidos en diferentes niveles
dentro de la roca y envueltos en una capa dura de cuarzo, sin destruirlos
realmente. Spicuzza describe innumerables viajes arriba y abajo de las
escaleras en el departamento como técnico en Geociencias en 'Brian Hess' para
rectificar y pulir cada microfósil en la muestra, un micrómetro cada vez. Cada
microfósil tiene unos diez micrómetros de ancho; ocho de ellos podrían caber en
lo ancho de un cabello humano.
Valley y Schopf son parte del Consorcio de Investigación de
Astrobiología de Wisconsin, financiado por el Instituto de Astrobiología de la
NASA, que existe para estudiar y comprender los orígenes, el futuro y la naturaleza
de la vida en la Tierra y en todo el universo. Estudios como éste, según
Schopf, indican que la vida podría ser común en todo el Universo.
Pero es más importante, aquí en la Tierra, debido a que se
demostró que varios tipos diferentes de microbios ya estaban presentes hace
3.500 millones de años, lo que nos dice que "la vida tuvo que haber
comenzado mucho antes --nadie sabe cuánto antes-- y confirma que "no es
difícil para la vida primitiva formarse y evolucionar hacia microorganismos más
avanzados", según Schopf.
Estudios anteriores de Valley y su equipo, que datan de
2001, han demostrado que los océanos de agua líquida existían en la Tierra hace
4.300 millones de años, más que 800 millones de años antes de que los fósiles
de este nuevo estudio hubieran estado vivos, y solo 250 millones de años
después de la formación de la Tierra. "No tenemos evidencia directa de que
la vida existió hace 4.300 millones de años, pero no hay ninguna razón por la
que no podría haberlo hecho. --señala Valley--. Esto es algo que a todos nos
gustaría descubrir”.
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