Un nuevo estudio aumenta nuestra comprensión de la vida temprana en la Tierra

Décadas de investigación han dejado muchas preguntas sin respuesta sobre los orígenes de la vida y la evolución temprana. Un artículo de investigación reciente de la Universidad de California en Riverside tiene el potencial de ampliar nuestra comprensión y dar forma a estudios futuros que podrían contribuir a predecir el cambio climático y avanzar en la búsqueda de vida extraterrestre.

Christopher Tino, candidato a doctorado en UC Riverside y primer autor del artículo, enfatizó su papel a la hora de guiar a la comunidad de geociencias a la hora de determinar los próximos pasos de la investigación.

Si bien muchos estudios han examinado evidencia de vida antigua conservada en rocas, este artículo integra esta información con estudios genómicos de organismos modernos y avances recientes en la comprensión de la química cambiante de los primeros océanos, atmósfera y masas terrestres.

El artículo muestra cómo se formaron las formas de vida más antiguas de la Tierra, como el oxígeno.2– Las bacterias productoras de metano y las arqueas productoras de metano desempeñaron un papel y se vieron afectadas por los cambios que se produjeron en los océanos, los continentes y la atmósfera.

«El mensaje clave de todo esto es que no se puede ver ninguna parte del registro de forma aislada». Timothy Lyons, distinguido profesor de bioquímica en UC Riverside y co-primer autor, dijo: «Esta es una de las primeras veces que la investigación en estos campos se ha reunido de manera integral para descubrir una historia completa».

Basándose en la experiencia de especialistas en biología, geología, geoquímica y genómica, la investigación documenta de forma exhaustiva la evolución de las primeras formas de vida en la Tierra, desde su aparición inicial hasta su ascenso al dominio ecológico. A medida que la población microbiana creció, los microbios comenzaron a influir en el medio ambiente, por ejemplo, al comenzar a producir oxígeno a través de la fotosíntesis.

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Según Tino, investigador postdoctoral de la Universidad de Calgary, los hallazgos en cada campo convergen constantemente de manera sorprendente, lo que subraya la coherencia y la sinergia de la investigación en diversas disciplinas.

Este estudio examina cómo la vida microbiana jugó un papel crucial en el consumo, transformación y distribución de nutrientes clave como nitrógeno, hierro, manganeso, azufre y metano en toda la Tierra. Estas vías biológicas han evolucionado junto con cambios importantes en la superficie de la Tierra, incluida la aparición de continentes, el brillo del Sol y el enriquecimiento del planeta con oxígeno.

La evolución de estas vías biológicas ha tenido un profundo impacto en los ciclos de los elementos, proporcionando información valiosa sobre el surgimiento de formas de vida tempranas, sus interacciones con el medio ambiente y la evolución de las firmas ecológicas a escala global.

Las rocas a lo largo de la costa del lago Salda en Türkiye se formaron con el tiempo por microbios que atrapan minerales en el agua.  Estos microbios alguna vez fueron una de las principales formas de vida en la Tierra.
Las rocas a lo largo de la costa del lago Salda en Türkiye se formaron con el tiempo por microbios que atrapan minerales en el agua. Estos microbios alguna vez fueron una de las principales formas de vida en la Tierra. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech

Aunque las rocas que datan de miles de millones de años a menudo carecen de fósiles visibles, este estudio ha logrado integrar de manera innovadora la química de estas rocas y los genomas de parientes vivos para proporcionar una comprensión integral de la vida antigua.

«Básicamente, estamos describiendo los primeros intentos de la Tierra de acercarse a microbios capaces de alterar el medio ambiente global». Lyons, quien también se desempeña como director del Centro de Astrobiología Terrestre Alternativa en el Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra, dijo: «Hay que comprender el panorama general para poder comprender quién, qué, cuándo y dónde evolucionaron los microbios desde simplemente existir hasta tener un impacto significativo en el medio ambiente».

La historia de la vida en la Tierra es una historia compleja e interesante. Las investigaciones muestran que algunos microbios tardaron cientos de millones de años en pasar de la existencia al dominio. Esto pone de relieve el largo viaje que han recorrido las formas de vida para convertirse en los “niños grandes de la cuadra”.

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Comprender nuestros orígenes y la evolución de la vida es crucial, pero las aplicaciones prácticas de esta investigación son igualmente importantes. La información obtenida de esta investigación puede ayudarnos a anticipar y responder a los impactos del cambio climático en el corto plazo y en el futuro largo.

El estudio también podría ayudar en la búsqueda de vida en otros planetas. «Si vamos a encontrar evidencia de vida extraterrestre, muy probablemente se basará en los procesos y productos de microorganismos, como el metano y el oxígeno». Dijo Tino.

«Estamos motivados a servir a la NASA en su misión». Lyons señaló, «Específicamente para ayudar a comprender cómo los exoplanetas podrían albergar vida».

Referencia en la revista:

  1. Timothy W. Lyons, Christopher J. Tino, Gregory B. Fournier, Rica E. Anderson, William D. Levatt, Kurt O. Kunhauser y Eva E. Avivado. Coevolución de los entornos de la Tierra primitiva y la vida microbiana. Reseñas de la naturaleza de la microbiología, 2024; DOI: 10.1038/s41579-024-01044-y

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