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Las plantas, las algas, los hongos y los animales, incluidos los humanos, son todos eucariotas: formas de vida con células complejas que contienen un núcleo.
El reciente descubrimiento de compuestos orgánicos en rocas antiguas en Australia ayuda a arrojar luz sobre la historia temprana de los eucariotas, lo que indica que este grupo ya existía hace más de mil millones de años, según un nuevo estudio.
Se cree que los eucariotas datan de hace 2 mil millones de años, pero los científicos creían que solo se generalizaron hace unos 800 millones de años, dijo el Dr. Benjamin Nittersheim, uno de los primeros autores del estudio. Estudio publicado en Nature.
Sin embargo, los rastros recientemente descubiertos de moléculas potencialmente producidas por eucariotas tienen hasta 1.600 millones de años, lo que sugiere que «los primeros eucariotas fueron realmente importantes desde el punto de vista ecológico durante todo este tiempo», dijo Nittersheim, investigador postdoctoral en biología del Servicio Geológico del Marom Marine Center. Ciencias Ambientales, Universidad de Bremen, Alemania. «Todavía no hemos visto rastros de ellos. Simplemente han estado ocultos a simple vista».
F. Descamps / Marom / Universidad de Bremen
El Dr. Benjamin Nettersheim examina mapas primarios y moleculares de superresolución de muestras de rocas de 1640 millones de años analizadas en el Laboratorio de Imágenes Geobiológicas Moleculares en Marom.
La evidencia de los antiguos eucariotas tomó la forma de las moléculas biológicas que produjeron. Los eucariotas modernos producen una gran cantidad de biomoléculas distintas, incluido el colesterol.
El colesterol es un compuesto orgánico, que es un esteroide natural. Demasiado puede causar problemas de salud como arterias obstruidas, pero es un componente importante de las membranas celulares de casi todos los eucariotas modernos. El colesterol es «realmente importante para una gran cantidad de funciones fisiológicas, y debido a que es parte de la membrana celular, los organismos producen relativamente muchos de estos tipos de moléculas», dijo Nettersheim.
En el nuevo estudio, Nittersheim y otro coautor, Jochen Brooks, encuentran un compuesto relacionado con el colesterol que parece confirmar una hipótesis de hace décadas sobre la evolución de los eucariotas.
El científico Konrad Bloch, quien ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1964, señaló que mientras los eucariotas modernos sintetizan colesterol, se forman algunos compuestos orgánicos intermedios. Supongamos que en el pasado remoto cada uno de estos compuestos intermedios fuera un producto final completamente funcional de los procesos biosintéticos de los primeros organismos. Sin embargo, Bloch creía que nadie podría encontrar evidencia fósil para demostrar que las formas de vida antiguas producían estas biomoléculas intermedias ahora.
Los avances en los análisis bioquímicos han permitido a los científicos identificar moléculas antiguas preservadas en el registro fósil, particularmente en rocas antiguas que no han sido afectadas por procesos geológicos.
En el nuevo estudio de Nature, Nuttersheim y sus colegas, incluido Brooks, profesor de geobiología en la Universidad Nacional de Australia, examinaron rocas de la Formación Barney Creek de Australia.
Estudios previos han establecido que las rocas de Barney Creek, que tienen más de mil millones de años, contienen rastros de biomoléculas antiguas. «La gente, en realidad, no estaba buscando estos tipos primitivos de droga en ese tipo de rocas», dijo Nittersheim.
Nittersheim, Brooks y sus colegas realizaron análisis químicos de rocas de Barney Creek, en busca de precursores de colesterol que Bloch predijo que podrían haber sido producidos por los primeros eucariotas.
«Y para nuestra sorpresa, en realidad las encontramos en una abundancia sorprendentemente alta, y en todas partes donde tenemos biomarcadores conservados para este período de tiempo, también estamos viendo estas moléculas», dijo Nittersheim. «Ahora podemos confirmar la hipótesis de Bloch».
La presencia de estos protoesteroides indica que los primeros eucariotas se adaptaron a un mundo muy diferente al de la Tierra moderna. Hay mucho más oxígeno en la atmósfera hoy que hace 1.600 millones de años, y las moléculas de protoesteroides producidas por los primeros eucariotas requieren menos oxígeno para su producción que el colesterol.
“Puede ser beneficioso usar estos esteroles primarios”, dijo Nettersheim. Los primeros eucariotas «ya estaban bien adaptados a las condiciones ambientales predominantes».
“Lo que realmente me encanta de este estudio es pensar en la comprensión de que las vías biosintéticas también están evolucionando”, dijo la Dra. Susanna Porter, profesora y directora del Departamento de Geociencias de la Universidad de California, Santa Bárbara.
Sin embargo, Porter, que no participó en el estudio, sigue siendo cauteloso al declarar que las moléculas de este estudio fueron fabricadas por los primeros eucariotas en lugar de otros organismos antiguos.
Pero el Dr. Roger Summons, profesor de geogeología en el MIT que tampoco participó en el artículo, lo calificó como «uno de los estudios de geoquímica orgánica más interesantes que he visto en varios años».
«Konrad Bloch se habría alegrado de haber vivido para ver esto porque Brooks y sus colegas han confirmado elegantemente su predicción de que los precursores sintéticos del colesterol reflejan una búsqueda bioquímica de mejora funcional», dijo Sumons.
Mientras tanto, Nettersheim dijo que el próximo paso para él y sus colegas es estudiar el mundo habitado por estas antiguas formas de vida disparando láseres a una delgada rebanada de roca y usando la información sobre cómo rebota la luz para mapear los diferentes químicos. compuestos. Presente.
«Esperamos que esto nos ayude a limitar aún más dónde, cuándo y en qué condiciones prosperaron nuestros primeros ancestros eucariotas», dijo.
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