Un nuevo estudio afirma que la vida compleja en la Tierra comenzó a desarrollarse antes y durante un periodo más largo de lo que se creía, puesto que la transición de organismos microbianos a otros más completos comenzó hace alrededor de 2.900 millones de años, casi 1.000 millones de años antes de lo que se creía.
Esa es la conclusión de un estudio dirigido por la Universidad de Bristol (Reino Unido) y publicado en la revista ‘Nature’. La investigación arroja nueva luz sobre las condiciones necesarias para la evolución de los organismos primitivos y desafía varias teorías científicas arraigadas en este ámbito.
El estudio indica que los organismos complejos evolucionaron mucho antes de que hubiera niveles sustanciales de oxígeno en la atmósfera, algo que anteriormente se había considerado un prerrequisito para la evolución de la vida compleja.
“La Tierra tiene aproximadamente 4.500 millones de años y las primeras formas de vida microbiana aparecieron hace más de 4.000 millones de años. Estos organismos se agrupaban en dos grupos: las bacterias y las arqueas, distintas pero relacionadas entre sí, conocidas colectivamente como procariotas”, según Anja Spang, del Departamento de Microbiología y Biogeoquímica del Real Instituto Neerlandés de Investigación Marina.
Los procariotas fueron la única forma de vida en la Tierra durante cientos de millones de años, hasta que evolucionaron células eucariotas más complejas que incluyen organismos como algas, hongos, plantas y animales.
“Las ideas previas sobre cómo y cuándo los primeros procariotas se transformaron en eucariotas complejos han sido en gran medida especulativas. Las estimaciones abarcan mil millones de años, ya que no existen formas intermedias y faltan pruebas fósiles definitivas”, apunta Davide Pisani, profesor de Filogenómica en la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Bristol.
‘RELOJES MOLECULARES’
Sin embargo, el equipo de investigación desarrolló una nueva forma de analizar estas cuestiones, ampliando el método de los ‘relojes moleculares’, que se utiliza para estimar cuánto tiempo hace que dos especies compartieron un ancestro común.
El enfoque fue doble: al recopilar datos de secuencias de cientos de especies y combinarlos con la evidencia fósil conocida, se creó un árbol de la vida con resolución temporal.
“Posteriormente, pudimos aplicar este marco para comprender mejor la cronología de los eventos históricos dentro de cada familia de genes”, indica Tom Williams, del Departamento de Ciencias de la Vida de la Universidad de Bath (Reino Unido).
Al recopilar evidencia de múltiples familias de genes (más de 100 en total) en múltiples sistemas biológicos y centrarse en las características que distinguen a los eucariotas de los procariotas, el equipo pudo comenzar a reconstruir el camino del desarrollo de la vida compleja.
Sorprendentemente, los investigadores encontraron evidencia de que la transición comenzó hace casi 2.900 millones de años, casi 1.000 millones de años antes que otras estimaciones, lo que sugiere que el núcleo y otras estructuras internas parecen haber evolucionado significativamente antes que las mitocondrias.
“El proceso de complejización acumulativa se desarrolló durante un período mucho más largo de lo que se creía”, recalca Gergely Szöllősi, jefe de la Unidad de Genómica Evolutiva Basada en Modelos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (Japón).
OXÍGENO
Los datos permitieron a los científicos rechazar algunos escenarios propuestos para la eucariogénesis (la evolución de la vida compleja) y sus datos no encajaban perfectamente con ninguna teoría existente.
Philip Donoghue, profesor de Paleobiología en la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Bristol, añade: “Uno de nuestros hallazgos más significativos fue que las mitocondrias surgieron significativamente más tarde de lo esperado. Este momento coincide con el primer aumento sustancial del oxígeno atmosférico”.
Esta idea vincula directamente la biología evolutiva con la historia geoquímica de la Tierra. El ancestro arqueológico de los eucariotas comenzó a desarrollar características complejas cerca de 1.000 millones de años antes de que el oxígeno se volviera abundante, en océanos completamente anóxicos.