La vida eucariota evolucionó hace más de dos mil millones de años
Cuando la estudiante de posgrado en geobiología Katie Maloney se adentró en las montañas del remoto territorio canadiense del Yukón, esperaba encontrar fósiles microscópicos de la vida temprana.
Incluso con detallados planes de campo, eran bajas las probabilidades de encontrar las rocas adecuadas. Sin embargo, lejos de irse con las manos vacías, volvió con algunos de los fósiles más importantes de la época.
Imagen de cabecera: Una losa de pizarra con macrofósiles de algas bien conservados. (Foto: K. Maloney.)
La vida eucariota (células con un núcleo que contiene ADN) evolucionó hace más de dos mil millones de años, con algas fotosintéticas dominando el campo de juego durante cientos de millones de años a medida que el oxígeno se acumulaba en la atmósfera de la Tierra. Los geobiólogos creen que las algas evolucionaron primero en la tierra en ambientes de agua dulce y luego se trasladaron a los océanos. Pero sigue siendo un misterio el momento de esa transición evolutiva, en parte porque es escaso el registro fósil de la Tierra primitiva.
Maloney y sus colaboradores encontraron fósiles macroscópicos de múltiples especies de algas que prosperaron juntas en el lecho marino hace unos 950 millones de años, anidadas entre montículos bacterianos en un océano poco profundo. El descubrimiento llena en parte la brecha evolutiva entre las algas y la vida más compleja, proporcionando limitaciones de tiempo críticas para la evolución eucariota.
Aunque el sitio de campo fue elegido cuidadosamente por el líder del equipo de campo de Maloney, el sedimentólogo Galen Halverson, quien ha trabajado en la región durante años, el descubrimiento fue un inesperado golpe de suerte.
"Estaba pensando, 'tal vez encontremos algunos microfósiles'", dijo Maloney. No se le pasó por la cabeza la posibilidad de encontrar fósiles más grandes. "Así que cuando comenzamos a encontrar especímenes bien conservados, detuvimos todo y todo el equipo se reunió para recolectar más fósiles. Luego comenzamos a encontrar estas grandes y complejas losas con cientos de especímenes. ¡Eso fue realmente emocionante!"
Determinar si trazas como las que encontró Maloney son biogénicas (formadas por organismos vivos) es un paso necesario en la paleobiología. Si bien esa determinación se realiza finalmente en el laboratorio, algunas cosas la alertaron en el campo. Las huellas eran muy curvas, lo que puede ser un buen indicador de vida, y había estructuras visibles dentro de ellas. El hecho de que hubiera cientos de ellas retorcidas confirmó sus sospechas.
Probablemente, pocas personas habrían notado los fósiles ese día.
"Tuvimos mucha suerte de que Katie estuviera allí para encontrarlos porque, a primera vista, en realidad no se parecen a nada", dijo el asesor de Maloney, Marc Laflamme. "Katie está acostumbrada a mirar fósiles de aspecto muy extraño, por lo que tiene un poco de ojo para decir: 'Esto es algo que vale la pena revisar'".
Imagen: El equipo de campo hace un descanso para almorzar después de una mañana de búsqueda de fósiles en las montañas Wernecke del territorio de Yukon en Canadá. La cresta en la que están sentados está hecha de lutitas de la Formación Dolores Creek, donde Maloney y sus colegas recolectaron algas fosilizadas. Crédito: K. Maloney
Maloney y sus colegas en el campo empujaron las pesadas losas hasta su helicóptero para un transporte seguro de regreso al laboratorio de la Universidad de Toronto-Mississauga. Ella, Laflamme y sus colaboradores utilizaron técnicas microscópicas y geoquímicas para confirmar que los fósiles eran de hecho eucariotas tempranos. Luego trazaron un detallado mapa de las características celulares de los especímenes, lo que les permitió identificar múltiples especies en la comunidad.
Mientras Maloney y sus coautores escribían sus resultados, confiaban en haber encontrado las primeras muestras macroscópicas de este período crítico. Durante el proceso de revisión por pares, sin embargo, recibieron noticias de un colaborador de que otro grupo en China había hecho un descubrimiento similar casi al mismo tiempo: macrofósiles de un período similar. Eso no los disuadió.
"¿Qué son unos cientos de millones de años entre amigos?", bromeó Laflamme. "Creo que nuestros fósiles tienen más detalles, lo que los hace más fáciles de interpretar ... Son hermosos. Son enormes, están bien detallados, hay anatomía. Tus ojos simplemente se sienten atraídos por ellos".
En última instancia, tener dos conjuntos de macrofósiles de aproximadamente la misma época solo puede mejorar la línea de tiempo de la evolución eucariota, sirviendo como puntos de calibración críticos para las técnicas de datación biológica basadas en el ADN. Los nuevos fósiles también hacen retroceder la época en que las algas vivían en entornos marinos, lo que indica que la evolución ya se había producido en los lagos terrestres. Pero para Maloney, un experto en sedimentología, también plantean preguntas sobre qué se conserva en el registro de rocas y por qué.
"Las algas se volvieron realmente importantes desde el principio debido a su papel en la oxigenación y los ciclos biogeoquímicos", dijo Maloney. "Entonces, ¿por qué tardan tanto en aparecer en el registro fósil de manera confiable? Definitivamente nos hace pensar más en los ecosistemas animales y si estamos viendo el panorama completo o no, o si nos estamos perdiendo un poco por falta de preservación".
Todo el proyecto ha sido atractivo para Maloney, que se centró en las algas de la biota más reciente. "Nunca esperé estar fascinada por las algas", dijo. "Pero me sorprendió gratamente cuando comencé a investigar las algas modernas, descubriendo el importante papel que desempeñan en la sostenibilidad y el cambio climático, todos estos grandes problemas con los que nos enfrentamos hoy. Así que ha sido increíble contribuir a la historia del origen de las algas".
Los hallazgos de Maloney se publicaron anteayer en Geology: New multicellular marine macroalgae from the early Tonian of northwestern Canada
