NeoFronteras

El fósil más antiguo

Área: Biología,Geología — Jueves, 1 de septiembre de 2016

Se han encontrado lo que parecen ser fósiles de estromatolitos de hace 3700 millones de años.

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En el suroeste de Groenlandia se han encontrado unas rocas que contienen lo que parecen ser fósiles de estromatolitos de hace 3700 millones de años. Seres que en esa época vivirían en algún mar somero de la Tierra primitiva. Las estructuras encontradas miden unos pocos centímetros de altura (los conos rojizos de la foto de cabecera) y presentan las típicas capas distintivas de los estromatolitos.

Este resultado creará, sin duda, una gran polémica en el campo, pero, si se confirma, podría cambiar la idea que tenemos sobre el origen de la vida en la Tierra.

Constituirían los restos fósiles más antiguos conocidos, pues son 220 millones de años más antiguos que cualquier otro encontrado con anterioridad. Se creía que la vida surgió en la Tierra hace 3800 millones de años, por lo que los organismos (relativamente evolucionados) que dejaron estos restos fósiles no habrían tenido casi tiempo de evolucionar hasta ese estadio a partir de la sopa primigenia.

Las pruebas más seguras de vida temprana que había hasta ahora son las células fósiles encontradas en rocas australianas de hace unos 3400 millones de años y los estromatolitos de hace 3480 millones de años de edad hallados en el cratón de Pilbara en la formación Strelley Pool Chert, también en Australia.

Los estromatolitos son estructuras creadas por cianobacterias fotosintéticas y otros microorganismos. Pese a que se trata de microbios, estos van acumulando sedimentos del entorno hasta crear estructuras macroscópicas. En el pasado los estromatolitos fueron muy abundantes y contribuyeron a la generación de oxígeno libre. En la actualidad hay estromatolitos vivos en unas pocas zonas especiales del mundo.

Las rocas en cuestión en donde se hallaron estos fósiles se encontraron en el cinturón de Isua, que es uno de los pocos lugares del mundo en el que se pueden encontrar rocas de esa edad (3700-3900 millones de años). La erosión y los procesos tectónicos que se han dado desde entonces han ido eliminando o transformando las rocas más antiguas de la corteza terrestre. Estos procesos destruyen los posibles fósiles que pudieran contener las rocas. Pequeñas secciones de la corteza terrestre de aquel entonces se han conservado al salvarse de esos procesos, por lo que preservan algunas de sus características originales, incluyendo los posibles fósiles. En este caso, sólo un pequeño número de los afloramientos ahora descubiertos de esta región de Isua, con tamaños de van de los 30 a los 70 metros, evitaron el intenso calor del proceso metamórfico.

Pruebas basadas en isótopos de carbono y azufre contenidos en las rocas de esta formación indicaron en estudios anteriores que la vida pudo haber existido ya en ese momento, pero, a falta de fósiles, esto es algo que no se podía afirmar con seguridad.

Allen P. Nutman (University of Wollongong), Vickie C. Bennett (Australian National University) y sus colaboradores encontraron estos posibles de estromatolitos en forma de conos en dos localizaciones distintas de lechos de rocas de esta formación. Lugares que ahora están expuestos y que en el pasado cercano han estado cubiertos por la nieve. Unas lluvias primaverales que retiraron nieve les permitieron recolectar muestras que no habían sufrido procesos metamórficos con la esperanza de encontrar fósiles y, al parecer, los encontraron.

Los análisis químicos indican que las estructuras halladas se formaron en el agua marina y el análisis estructural mostró que las capas de sedimentos que los formaron son muy parecidas a las que generan los estromatolitos. Además, las rocas contienen dolomita, una roca de carbonato cálcico y magnesio que es común en los estromatolitos jóvenes.

Sin embargo, uno de los problemas que se presentan es que, hasta el momento, no se han encontrado en estas rocas rastros de fósiles directos de microorganismos. La escasez de muestras tampoco ayuda a estar seguros en un 100%.

Convencer a la comunidad científica de que los estromatolitos australianos de hace 3480 millones de años eran, efectivamente, estromatolitos, fue muy complicado. Y eso que estos fósiles estaban dispersos por un afloramiento que mide 10 km. En este nuevo caso se cuenta con muchos menos restos.

Además, será necesaria la realización de más experimentos que descarten un origen no biológico de las estructuras encontradas y que no sean un producto de procesos químicos o geológicos, por ejemplo procesos de precipitación.

Se podría, por ejemplo, comparar la cantidad de carbono (y sus isótopos) de estos fósiles con las rocas del entorno. Y, sobre todo, buscar fósiles directos.

Como veremos, no se trata de un mero problema cronológico y (de confirmase el hallazgo) desafiaría lo que creemos saber sobre el origen de la vida.

Hay ciertas pruebas químicas que apuntan a un posible origen de la vida hace 4100 millones de años, justo antes del comienzo del eón Arcaico, pero normalmente se establece este origen en hace unos 3800 millones de años, que es cuando se termino el Bombardeo Intenso Tardío. Esto sólo daría 100 millones de años de margen para la aparición de los estromatolitos ahora descubiertos.

Una solución al problema es que la vida se originara todavía más pronto, durante el eón Hádico, que va desde hace 4650 millones de años (cuando se formó el planeta) hasta hace 4000 millones.

Pero el Hádico presentaba condiciones infernales para la vida. Además de meteoritos cayendo de vez en cuando, la Tierra estaba tan caliente que no contenía océanos y gran parte de su superficie, sobre todo al principio, estaba recubierta de lava. Incluso hace 4500 millones de años un objeto del tamaño de Marte impactó sobre la Tierra, proceso que creó la Luna y que esterilizaría cualquier cosa existente sobre el mundo, además evaporar toda el agua presente, si es que había. Dadas esas circunstancias, es difícil imaginar que la vida surgió en ese eón.

Algunos geólogos tienen una visión distinta del Hádico y proponen que las condiciones no eran tales, sino muchos más frías. Incluso los cometas y meteoritos que cayeran pudieron haber proporcionado agua líquida. Un Sol más débil podría no haber impedido la congelación de esa agua, pero un efecto invernadero potente sí lo habría evitado.

Bajo esta perspectiva, los impactos más importantes durante el Hádico podrían haber sido severos, pero no habrían esterilizado toda la vida que ya habría sobre la Tierra. Al menos así lo mantiene Jack Szostak (Harvard Medical School). Añade que la química de la vida favorecería su origen en tierra firme y no en el mar.

Pero más tarde la situación también fue crítica, pues entre hace 3900 y 3800 millones de años, ya en el Arcaico, se dio el Bombardeo Intenso Tardío. Este proceso produjo una lluvia de meteoritos sobre los planetas interiores cuyas huellas todavía se pueden ver hoy en día, por ejemplo en la Luna. Se cree que el fenómeno se debió a una reconfiguración orbital de los tres planetas gaseosos exteriores del Sistema Solar, que se desplazaron hacia el cinturón de Kuiper. Este proceso alteró las interacciones gravitatorias del Sistema Solar y provocó esta lluvia de meteoritos. Así que es fácil imaginar que el Bombardeo Intenso Tardío habría esterilizado cualquier vida que pudiera haber sobre la Tierra.

Las pruebas sobre la Luna indican que este bombardeo fue realmente intenso, pues se calcula que por cada cráter que hay sobre la Luna cayeron 20 meteoritos sobre la Tierra. Algunos de los cráteres lunares creados en ese periodo tienen casi 1000 km de ancho, lo que representa unas consecuencias brutales sobre la Tierra. Se han contabilizado decenas de estos cráteres sobre la Luna, lo que implica un número aún mayor de este tipo de impactos sobre la Tierra. Para comparar se puede mencionar que el asteroide que supuestamente eliminó a los dinosaurios hace 66 millones de años al final del Cretácico habría producido un cráter de sólo 160 km de diámetro.

El eón Arcaico fue muy violento en sus comienzos, pues, además del citado bombardeo, la Tierra contenía todavía mucho calor interior, lo que provocaba un intenso vulcanismo. El planeta estaba tan caliente que al principio los continentes todavía no se podían formar. El Sol tenía un 75% del brillo actual y en la atmósfera no había oxigeno libre.

No se concibe que surgiera la vida hace 3800 millones de años y que evolucionaran unos seres como los estromatolitos al poco tiempo, porque es muy complicado poder reconstruir la evolución de la vida a partir de compuestos químicos simples hasta algo tan complejo en tan poco tiempo.

Como solución Nutman propone que quizás el bombardeo no fue tan intenso como se creía y que la vida pudo sobrevivir a él y al final de Hádico.

Si Nutman está equivocado y la posible vida desapareció durante el bombardeo, entonces sólo transcurrieron 100 millones de años desde el final de ese bombardeo y la aparición de los estromatolitos que dieron lugar a los fósiles de Groenlandia. Si esto es cierto, entonces la vida emergería muy rápidamente si se dan las condiciones y la oportunidad, además de evolucionar muy rápido al principio. Pero si esto es así, entonces no hay nada que impidiera que esa vida surgiera varias veces en el pasado o que surgiera también varias veces y simultáneamente tras el bombardeo. Sin embargo, hay pruebas de que toda la vida terrestre desciende de un único origen, pues, por ejemplo, el código genético es universal para todos los organismos vivos.

Ahora se propone que se busquen rocas de esta edad en Marte, pues entonces las condiciones existentes en Marte eran similares a las de la Tierra. Si la vida surgió allí o fue trasladada desde la Tierra hasta el planeta rojo, entonces sus fósiles deben de haberse conservado muy bien y en abundancia al carecer Marte de tectónica y sus rocas no haber sufrido procesos metamórficos. Hay ya proyectada una misión de la NASA para 2020 de recogida de muestras y su envío a la Tierra.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto: A. Nutman y colaboradores.

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11 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    Muy bien planteado por Neo, muy completo. Groenlandia es indispensable para el estudio de los periodos iniciales de nuestro planeta, ya sea con fósiles como el de la noticia, ya sea perforando sus glaciares para obtener muestras no menos antiguas de hielo.
    Destacaría también dos hechos sorprendentes: uno, que la vida ya existiese hace esos 3.500-3.700 m.a. con un sol sensiblemente menos intenso que el actual y, según vimos en un par de estudio recientes, sin campo magnético o con un campo muy débil.
    Pero para Lovelock o Margulis el hecho de que la temperatura del planeta no haya variado sustancialmente en tan largo periodo es precisamente debido a la vida.
    El otro hecho sorprendente ya lo señala Neo es que pudiese haber cianobacterias, con su estructura digamos que bastante compleja solo 100 m.a. después del Bombardeo que nos ha detallado.

  2. Tomás:

    Pues no sé, Miguel Ángel, pero los glaciares que nombras de Groenlandia no deben alcanzar tal antigüedad porque durante el Proterozoico pasó del hemisferio sur al hemisferio norte, permaneciendo unos millones de años en el mismísimo ecuador.
    Abrazos.

  3. Tomás:

    Dice el artículo que por cada cráter sobre la Luna han debido caer unos 20 sobre la Tierra. Pero esto no responde a la proporción entre las respectivas superficies, que daría unos 13. La explicación debe ser que, por una parte la gravedad terrestre es unas 6 veces mayor que la lunar, y por otra, la Tierra tapa a la Luna mucho más que la Luna tapa a la Tierra en una proporción de 0,55, más o menos. Así, 13 + 6 + 0,55 = 19,55, que resulta muy parecido a 20, por lo que, aparte de otras consideraciones más finas, a lo mejor es correcto.

  4. Javier:

    Muy buena elección sobre las causas que pueden afectar a ese mayor numero de cráteres en la tierra, Tomas. Aun así, puedo observar un error en tus cálculos, pues si se trata simplemente de un problema de proporcionalidad directa (¡¡tan útil en estos días, incluso para calcular el límite de población que la tierra pudiera soportar!!), y se trata de que a mayor superficie, mayor numero de meteoros, y que a mayor gravedad, mayor numero de meteoros, entonces, si las relaciones son 13 y 6, no sería 13 + 6, si no 13 · 6, lo que daría un total de 78. (¡Madre mia!)

    Por otro lado, considero que lo que tapa la luna a la tierra puede despreciarse, debido a la gran distancia que las separa, y al reducido tamaño de la luna en comparación, que aunque el radio de la tierra sea 3 veces y media mayor, la superficie de su circulo mayor es 13 veces mayor.

    Creo que la respuesta está en que la luna, a parte de atraer a un numero de meteoritos proporcional a su gravedad y area, también debería de haber desviado a un gran numero de meteoros que pudieran haber impactado sobre la tierra. Pero algo no me cuadra, porque debido a la mayor gravedad de la tierra sobre la luna, la tierra debería de haber desviado más meteoritos que se dirigían hacia la luna que los que la luna desviaría hacia la tierra.

    Le echaré una pensada, pero algo me dice que aquí va a haber que integrar, y que todo va a depender en gran medida de los campos gravitatorios de cada uno… Con lo que detesto integrar campos.
    Un saludo.

  5. Miguel Ángel:

    Mi querido amigo Tomás:

    Creo que vuelves a tener razón: he estado buscando información en un par de páginas de Internet y en ambas comentan que, con los cilindros de hielo de la Antártida y de Groenlandia, lo más que hemos conseguido retrotraernos hasta ahora es un millón de años.

    Abrazos.

  6. Tomás:

    No te niego, Javier, que parece razonable cuanto dices, pero entonces, también habría que multiplicarlo todo y saldría 13 x 6 x 0,55 = 42,9. Sin embargo creo que puede sumarse porque el dato que dan es 20 cráteres en la Tierra por cada uno en la Luna, es decir un tanto por uno, y en los otros datos también son tantos por uno.
    De todas formas, supongo que habrán utilizado datos más sofisticados, pero nunca se sabe.
    En lo que respecta a la población, si los datos son buenos, creo que el razonamiento que hice tiene bastante lógica dentro del lío que me monté.
    De todas formas, en ambos casos no he hecho mas que operar como debe hacerlo mi personalidad de Franck de Copenhague.
    Un abrazo.

  7. NeoFronteras:

    Estimado Tomás:
    Obviamente los hielos de ahora son relativamente recientes. Incluso ha habido periodos en los que no hubo hielos en los polos. Además, estás ricas pudieron estar en cualquier otra localización cuando se formaron.

  8. lluís:

    – Lo de que la vida haya podido surgir varias veces me parece bastante extraño. Si hubiera sido así, ¿no habría sido muy extraño que cada vez que surgió, los procesos bioquímicos, por ejemplo, hubieran sido sido idénticos? ¿Sería universal para todos los organismos vivos el código genético? ¿no tendríamos ningún indicio de que la vida surgió varias veces?

  9. NeoFronteras:

    Precisamente, cada vez que surgiera la vida lo haría con un código genético (entre otras cosas) distinto. Si surgió varias veces antes que “la nuestra”, entonces tuvo que desparecer todas las veces.

  10. Alejandro Sánchez:

    Todos estos dilemas se resuelven con la Panspermia ¿Y si hubo una nube de cometas interior?

  11. Tomás:

    ¡Son tantas las cosas que ignoramos! Es algo de una magnitud que resulta asombrosa. Y, a pesar de todo, aun cuando cada respuesta suscita un montón de preguntas más, seguimos en la brecha, incansables. Creo que la búsqueda de ese modelo de la realidad es la empresa más encomiable, en todos los aspectos, que la mente humana ha emprendido.

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