Podría dar pistas para la búsqueda de vida en otros planetas
A pesar de décadas de investigación, todavía hay muchas cosas que los académicos no comprenden sobre los inicios y la evolución temprana de la vida.
Un artículo de la Universidad de California Riverside (UCR) ha abierto la puerta a una mayor comprensión y a la formulación de futuros estudios que podrían ayudar a predecir el cambio climático y la búsqueda de vida más allá de la Tierra.
"Este artículo se esfuerza por informar a la comunidad de ciencias de la Tierra hacia dónde debe ir la investigación", dijo Christopher Tino, candidato a doctorado de la UCR durante el tiempo de la investigación y primer autor.
Muchos estudios han explorado signos de vida temprana conservados en rocas antiguas, pero este artículo entrelaza estos datos con estudios genómicos de organismos modernos y recientes avances sobre la evolución química de los primeros océanos, atmósfera y continentes.
El artículo muestra cómo las primeras formas de vida de la Tierra (microbios como las bacterias productoras de O2 y las arqueas productoras de metano) moldearon y fueron moldeadas por los cambios en los océanos, los continentes y la atmósfera.
"El mensaje central de todo esto es que no se puede ver de forma aislada ninguna parte del registro", dijo Timothy Lyons, distinguido profesor de biogeoquímica de la UCR y coprimer autor. "Esta es una de las primeras veces que la investigación en estos campos se ha unido de manera tan integral para descubrir una narrativa global".
El artículo, que reúne a expertos en biología, geología, geoquímica y genómica, detalla el viaje de las primeras formas de vida de la Tierra desde sus primeras apariciones hasta su ascenso a la prominencia ecológica. A medida que su número aumentó, los microbios comenzaron a afectar el mundo que los rodeaba, por ejemplo, al comenzar a producir oxígeno mediante la fotosíntesis.
Los hallazgos en cada campo a menudo "concuerdan de manera notable", según Tino, quien ahora es asociado postdoctoral en la Universidad de CalgaryUniversidad de CalgaryUniversidad de Calgary.
Imagen: Muchas estructuras microbianas en las orillas del lago Salda quedan expuestas a medida que bajan los niveles del agua, lo que permite a los científicos estudiar las relaciones entre la vida y el medio ambiente circundante. (Tim Lyons/UCR)
Específicamente, el estudio rastrea cómo la vida microbiana consumió, transformó y dispersó nutrientes clave que contienen nitrógeno, hierro, manganeso, azufre y metano en toda la Tierra. Estas vías biológicas evolucionaron a medida que la superficie de la Tierra cambió dramáticamente junto con la nueva vida y, a veces, debido a ella. Surgieron continentes, el sol se hizo más brillante y el mundo se volvió rico en oxígeno.
Debido a que la evolución de nuevas vías biológicas afectó a estos ciclos de elementos, sus trayectorias nos dicen cuándo aparecieron las primeras formas de vida, cómo afectaron y respondieron al medio ambiente y cuándo desarrollaron huellas ecológicas a escala global.
Las rocas de miles de millones de años a menudo carecen de los fósiles visibles necesarios para contar la historia completa, pero este estudio incorporó la química de estas rocas y los genomas de parientes vivos para formar una visión integral de la vida antigua.
"En esencia, estamos describiendo los primeros coqueteos de la Tierra con microbios capaces de cambiar el medio ambiente global", dijo Lyons, quien también es director del Centro de Astrobiología de Tierras Alternativas en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra. "Es necesario comprender el panorama completo para comprender plenamente quién, qué, cuándo y dónde a medida que los microbios pasaron de ser una mera existencia a tener un efecto significativo en el medio ambiente".
Imagen: Coevolución de los océanos y las vías microbianas en la Tierra a través del tiempo
Muchos estudiosos han asumido que una vez que apareció una forma de vida en la Tierra, rápidamente se volvió prolífica. Sólo reuniendo décadas de investigación en todas las disciplinas, como hicieron Lyons, Tino y sus colegas en este artículo, los científicos podrán ver la diferencia entre la mera presencia y la dominancia de ciertos microbios. A menudo, el ascenso de la existencia a la prominencia tomó cientos de millones de años.
"Los microbios que al principio sobrevivían a duras penas en estrechos nichos, más tarde tendrían su turno de convertirse en los niños grandes de la cuadra", dijo Lyons.
Todo esto se resume en la pregunta básica que mantiene despierto al equipo de la UCR: ¿De dónde venimos?
Pero las respuestas extraídas de esta investigación también tienen aplicaciones más prácticas, incluidas ideas sobre cómo la vida y el medio ambiente podrían responder al cambio climático, tanto en el corto plazo como en el futuro lejano.
El estudio también podría ayudar a la búsqueda de vida en otros planetas. "Si alguna vez vamos a encontrar evidencia de vida más allá de la Tierra, muy probablemente se basará en los procesos y productos de microorganismos, como el metano y el O2", dijo Tino.
"Estamos motivados por servir a la NASA en su misión", señaló Lyons, "específicamente para ayudar a comprender cómo los exoplanetas podrían sustentar la vida".
El artículo se ha publicado en la revista Nature Reviews Microbiology: Co‐evolution of early Earth environments and microbial life
