Un nuevo estudio realizado por geocientíficos de Virginia Tech, en Estados Unidos, arroja luz sobre la evolución de la vida hace 800 millones de años, según publican en la revista 'Science Advances'.
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| Muestras de rocas carbonatadas recolectadas en el Cratón del Norte de China. - CHRISTINA FRANUSICH / VIRGINIA TECH. |
Los hallazgos del equipo revelan un aumento del nitrógeno
biológicamente disponible durante la época en que los eucariotas marinos
--organismos cuyas células tienen un núcleo-- se convirtieron en dominantes.
Las células eucariotas complejas evolucionaron hasta convertirse en organismos
pluricelulares y se les atribuye el inicio de una nueva era para la vida en la
Tierra, incluidos los animales, las plantas y los hongos.
"Donde nos encontramos hoy, con la vida tal como es en
el planeta, es la suma total de todos los acontecimientos que sucedieron en el
pasado --explica en un comunicado Ben Gill, profesor asociado de geoquímica sedimentaria y
coautor del estudio--. Y éste es un acontecimiento clave en el que pasamos de
ecosistemas dominantemente procariotas a eucariotas. Si eso no hubiera
ocurrido, hoy no estaríamos aquí", asegura.
Las investigaciones anteriores se centraron en el papel del
fósforo en el surgimiento de los eucariotas, pero Junyao Kang, estudiante de
doctorado del Departamento de Geociencias y autor principal del artículo,
sentía curiosidad por saber qué papel desempeñó el nitrógeno en este
acontecimiento.
"Estos datos son únicos porque prácticamente no existen
datos sobre los isótopos del nitrógeno en el Neoproterozoico temprano, es
decir, hace entre mil millones y 800 millones de años", explica Kang.
En colaboración con la Universidad de Nanjing (China), Kang
lleva dos años trabajando para comprender qué impulsó el surgimiento de los
eucariotas mediante el análisis de isótopos de nitrógeno de muestras de rocas
del Cratón del Norte de China. Esta región, que alberga rocas de hace 3.800
millones de años, estuvo antaño cubierta por un océano.
"Teníamos una idea aproximada de cuándo los eucariotas
alcanzaron el éxito ecológico --explica Shuhai Xiao, catedrático de Geobiología
y coautor del artículo--. Llevaban allí mucho tiempo en un estado discreto
hasta hace unos 820 millones de años, cuando se hicieron abundantes".
Para investigar por qué, Kang tomó los datos de las muestras
de roca, los introdujo en una base de datos más amplia y los analizó a través
de una escala temporal más larga que abarcaba diferentes ubicaciones
geográficas. "Una vez que hicimos este tipo de integración y lo pusimos en
una imagen global, vimos el aumento de los nitratos a través del tiempo, que
ocurrió hace unos 800 millones de años", recuerda.
La colaboración internacional fue clave para relacionar
estos nuevos datos con acontecimientos biológicos, sobre todo con la aparición
de los eucariotas. Gill y Rachel Reid, también geoquímica de la Facultad de
Ciencias y coautora del artículo, aportaron análisis críticos mediante recursos
como el espectrómetro de masas del Laboratorio de Isótopos Estables de
Geociencias de Virginia Tech. Un analizador elemental acoplado al espectrómetro
de masas permitió a los investigadores extraer gas nitrógeno puro de las
muestras para su análisis.
Gill está especializado en la reconstrucción de los ciclos
químicos presentes y pasados de nuestro planeta. Colabora con paleontólogos
para estudiar el registro de la vida conservado en el registro geológico y
examina qué posibles factores ambientales podrían haber permitido cambios en la
vida a lo largo de la historia.
Reid, que suele centrar sus investigaciones en los
acontecimientos más recientes de la Tierra, tuvo la oportunidad especial de
ofrecer sus conocimientos sobre los isótopos del nitrógeno a estos fósiles
antiguos. Por su parte, Feifei Zhang, geoquímica de la Universidad de Nanjing y
cuarta coautora del artículo, aportó información sobre la cantidad de oxígeno
disponible en los océanos durante la época en que aumentó la abundancia de
nitrato.
Xiao, que ha ayudado a excavar y estudiar algunos de los
fósiles más antiguos de todo el mundo, dijo que este tipo de estudio le da
esperanzas para futuros descubrimientos. Los miembros del equipo esperan
colaborar con la NASA en futuras subvenciones, como el programa de exobiología
que apoya su investigación actual.
"Podemos unir los puntos de las composiciones
isotópicas de nitrógeno en el pasado antiguo y luego ir al siguiente paso e
inferir cuánto nitrato estaba disponible para los organismos --afirma Xiao--. Y
luego vinculamos eso con los datos fósiles para demostrar que hay una
relación".
Aunque los antiguos océanos desaparecieron hace tiempo, lo
que ocurrió en ellos está registrado en las rocas, y su estudio proporciona un
vínculo entre la historia de la Tierra, el presente y el futuro.
"Los geólogos miran las rocas por la misma razón que
los operadores bursátiles miran la curva del Dow Jones cuando toman la decisión
de vender o comprar acciones. La historia geológica escrita en las rocas nos
proporciona un contexto importante sobre los cambios globales en el
futuro", concluye Xiao.
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