El período de evolución de los "Mil millones Aburridos" en la Tierra no fue tan aburrido después de todo
La primera vez que el Dr. Maoyan Zhu vio el fósil que cambiaría su forma de pensar sobre la vida temprana en la Tierra, estaba visitando a su amigo, Shixin Zhu, en su casa en el norte de China.
"Junto al sofá de Shixin había varios hermosos fósiles", dijo el Dr. Zhu, paleobiólogo del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing. "Uno era excepcionalmente grande; me recordaba a los fósiles de algas marinas modernas. Cuando Shixin me dijo que la roca tenía 1.560 millones de años, al instante me di cuenta de que se trataba de algo especial".
Junto con un equipo de investigadores, la pareja analizó formalmente el fósil y publicó sus hallazgos en 2016. Lo describieron como el eucariota multicelular más antiguo conocido, relacionado con todos los animales, plantas y hongos. Inicialmente, el equipo no nombró el fósil y prefirió centrarse en describir sus características físicas importantes en lugar de su relación taxonómica con otras especies.
Este hallazgo casual llevaría al Dr. Zhu y sus colegas a una serie de descubrimientos que culminaron con la publicación en enero de otro innovador hallazgo: un eucariota multicelular de 1.630 millones de años. El artículo muestra que la vida temprana en la Tierra era mucho más compleja de lo que los científicos habían pensado.
Revisando la línea de tiempo de la vida
Los biólogos agrupan la vida en dos categorías principales: eucariotas y procariotas. Los eucariotas, que incluyen todos los animales, plantas y hongos, tienen células con ADN encerrado en un núcleo, mientras que los procariotas tienen ADN que flota libremente. Los procariotas evolucionaron hace aproximadamente 4 mil millones de años. El primer eucariota unicelular apareció casi 2 mil millones de años después.
Antes de la publicación de 2016 del Dr. Zhu y sus colegas sobre el gran fósil parecido a un alga, el eucariota multicelular más antiguo conocido se remontaba a hace 600 millones de años. Eso significa que su hallazgo en 2016 del gran fósil de 1.560 millones de años hizo retroceder la evolución de la multicelularidad en la asombrosa cifra de mil millones de años.
Este descubrimiento repercutió en la comunidad científica y motivó al Dr. Zhu y su equipo a seguir estudiando la región de Yanshan en el norte de China, donde Shixin Zhu había descubierto el fósil. Esta vez, los investigadores buscaron especímenes más pequeños que tuvieran estructuras celulares mejor conservadas.
El Dr. Zhu y otro paleobiólogo del Instituto Nanjing, el Dr. Lanyun Miao, ya habían estado recolectando y estudiando rocas de esquisto de 1.630 millones de años de antigüedad de la Formación Chuanlinggou en la región de Yanshan. Ahora, observaron sus muestras con un interés y una perspectiva renovados, con la esperanza de encontrar más evidencia de antigua multicelularidad.
Imagen: Micrografías de Q. magnifica de la Formación Chuanlinggou. (Crédito: Miao, L., Yin, Z., Knoll, A. H., Qu, Y. y Zhu, M., Science Advances, 2024.)
Finalmente, encontraron lo que buscaban: dentro de las muestras de esquisto había microfósiles de Qingshania magnifica excepcionalmente bien conservados. Con técnicas modernas, el equipo pudo demostrar de manera concluyente que estos especímenes eran eucariotas multicelulares.
Este descubrimiento amplía aún más la línea de tiempo de la evolución de la multicelularidad en 700 millones de años más y desafía las suposiciones fundamentales sobre el ritmo de la evolución y cómo era la vida hace miles de millones de años.
Q. magnifica: ¿El primer organismo multicelular?
El equipo de investigadores describió a Q. magnifica con células cilíndricas unidas por paredes celulares, como las plantas modernas. Algunos tenían estructuras esferoides en las células, lo que sugiere que se reproducían con esporas. El equipo planteó la hipótesis de que Q. magnifica era fotosintética y, aunque no pueden probarlo, sugirió que podrían ser un grupo extinto relacionado con las modernas algas verdes de hoy.
Para el Dr. Zhu, el aspecto más interesante del hallazgo fue que Q. magnifica no es significativamente más joven que los primeros eucariotas unicelulares conocidos. El hecho de que coexistieran tan estrechamente sugiere que en los eucariotas la multicelularidad evolucionó increíblemente temprano.
"El eucariota unicelular más antiguo tiene aproximadamente la misma edad que estos especímenes multicelulares. Se trata de un hallazgo interesante porque sugiere que la multicelularidad evolucionó relativamente pronto en el dominio Eukarya. Podría hacer que la gente piense de manera diferente sobre si es difícil desarrollar la multicelularidad a partir de un ancestro unicelular".
El Dr. Zhu también señaló otra posible explicación: los científicos aún no han encontrado el eucariota unicelular más antiguo.
"Podría haber una prehistoria de eucariotas aún desconocida para nosotros, lo que podría hacer retroceder aún más la línea de tiempo de la evolución de Eukarya hacia el pasado".
Esto subraya los desafíos inherentes de confiar únicamente en evidencia fósil, ya que numerosos factores deben converger perfectamente para que el material biológico se preserve durante millones de años. "Encontrar especímenes en estas capas antiguas es particularmente difícil, especialmente antes de hace 1.800 millones de años, cuando una extensa actividad tectónica habría hecho aún más difícil encontrar esas condiciones perfectas", dijo el Dr. Zhu.
Revisando los "Mil millones Aburridos"
Los descubrimientos del Dr. Zhu y su equipo (el gran fósil y Q. magnifica) significan que estos especímenes vivieron en los océanos de la Tierra durante los "Mil millones Aburridos”, un período comprendido entre hace 1.800 millones y 800 millones de años. Como sugiere el nombre, esta era se caracteriza por un mínimo cambio evolutivo y ecológico.
Sin embargo, Q. magnifica podría hacer que los científicos reconsideren esta era. Como dice el Dr. Zhu, "los Mil millones Aburridos podrían no haber sido tan aburridos después de todo".
"La percepción de falta de cambio evolutivo podría haber sido una cuestión de preservación -simplemente no tenemos los fósiles-, no de biología. La verdad es que es más difícil estudiar muestras más antiguas y, de todos modos, muchas personas suponen que no encontrarán mucho. Espero que nuestros hallazgos estimulen a la comunidad de Ciencias de la Tierra en su conjunto (paleobiólogos, químicos, geólogos) a prestar más atención a estas rocas más antiguas y arrojar más luz sobre lo que sucedió en los llamados Mil millones Aburridos".
Aún así, los primeros organismos multicelulares complejos, con células más avanzadas y diversas, no aparecieron hasta otros mil millones de años después de Q. magnifica, después de los Mil millones Aburridos y cerca de la bien documentada explosión del Cámbrico hace unos 539 millones de años.
"El paso de eucariotas unicelulares a multicelulares aparentemente no tomó tanto tiempo como pensábamos", dijo el Dr. Zhu. "Pero tiene sentido que la evolución de la multicelularidad altamente compleja, que conduciría al mundo que vemos hoy, requiriera un marco de tiempo mucho más largo".
Redescubriendo Q. magnifica
En cuanto al nombre, Qingshania magnifica, el Dr. Zhu dijo que su equipo estaba buscando ideas para un nombre, asumiendo que fueron los primeros en descubrir formalmente la especie. Eso fue hasta que tropezaron con un artículo de 1989 en una oscura revista china, donde vieron secciones y una descripción oficial que coincidía con su espécimen. Los autores de este primer artículo denominaron formalmente a la especie "Qingshania magnifica".
"Muestra lo que pueden lograr los nuevos métodos y una visión y un contexto renovados", afirmó el Dr. Zhu. "Hay muchos de estos artículos perdidos en oscuras revistas cuya importancia no se apreció en ese momento. En muchos casos, los primeros investigadores simplemente no tenían la tecnología o las herramientas para comprender completamente lo que habían encontrado".
El artículo se ha publicado en Science Advances: 1.63-billion-year-old multicellular eukaryotes from the Chuanlinggou Formation in North China
