December 11, 2015

Primeras evidencias de vida

in English

Por Steven Newton, Coordinador de Programas y Recursos

Trad. por Alejandra Estrin Dashe
ed. Lourdes Sánchez

Introducción

Las primeras evidencias de vida en el registro geológico son dos. Primero el bajo contenido de isótopos de carbono indicadores de compuestos orgánicos en ciertas rocas y segundo fósiles estromatolitos. Las evidencias de compuestos orgánicos preceden a la de los fósiles.

Una de las dificultades en la identificación de las primeras evidencias de vida en la tierra es que la mayoría de las rocas de este periodo han cambiado por procesos geológicos y movimientos tectónicos. Los geólogos han encontrado rocas de los períodos más tempranos en tan sólo unos pocos lugares del mundo.

Fechando la evidencia

El carbono existe en tres variedades: 12C, 13C y 14C. El carbono tiene 6 protones y 6 neutrones y se llama 12C. Cuando el carbono tiene una o dos neutrones extras es menos estable. Cuando los átomos una cantidad mayor al número de neutrones son isótopos del mismo elemento.

Todos los organismos vivos procesan moléculas que contienen carbono y CO2, en el caso de las plantas, estos compuestos contienen aproximadamente la misma proporción de isótopos de carbono a los encontrados en otras fuentes. Después de que el organismo muere la fracción de 14C en la materia orgánica libera partículas a una velocidad uniforme. Cada 5730 años la mitad del 14C ha decaído; así es como se determinan las edades de los fosiles. A mayor tiempo transcurrido se más baja es la fracción de 14C se presente. El metodo de 14C es confinable en muestras de hasta 70,000 años de edad. Utilizando los mismos principios otros elementos son utilizados en muestras más antiguas. La primera evidencia de compuestos orgánicos viene de ofiolitos encontrados en Groenlandia y fechados en 3,85 Gyr. La primera evidencia de organismos vivos proviene de estromalites fósiles hallados en Australia Occidental y fechados en 3.45 Gyr.

Material orgánico

Los complejos ofiolíticos son secuencias de rocas elevadas por movimientos tectónicos de la corteza oceánica; documentando la existencia de fondos oceánicas arcaicos. Las ofiolitas más antiguos conocidas que muestran evidencia de procesos biológicos se encuentran en el sur de Groenlandia Occidental.

Los estudios biológicos que buscan encontrar las relaciones genéticas entre distintas poblaciones aprovechan el alto grado de conservación del RNA ribosomal contenido en cada célula. Estos marcadores revelan que las primeras ramas de la vida existieron en ambientes de aguas termales y otros nichos ecológicos extremo. Estos organismos microbianos extremos pudieron sobrevivir en las peores condiciones térmicas prevalecientes en ese momento, por otro lado dadas las condiciones del ambiente su fosilización es poco probable. Es entonces necesario buscar las evidencias de vida preservada en estas rocas sedimentarias más antiguas con métodos geoquímicos.

Las ofiolitas presentan evidencia micrográfica de alteración microbiana. En primer lugar, presentan una textura diferencial que se extienden más allá de las fracturas y los bordes de grano, lugares donde el agua estuvo presente. Imágenes micrográficas de las estructuras revelan canales complejos que se asemeja a finas películas biológicas desecadas. Estas muestras también contienen elevados niveles de carbono, nitrógeno, fósforo y potasio, elementos presentes en toda actividad biológica. Finalmente cuando se hacen pruebas con pigmentos ácidos que se adhieren a bases nucléicas estas pruebas revelan consistemente la presencia de RNA/DNA. Ningún proceso abiótico pueden explicar estos datos. Estos datos proporcionan evidencia de la aparición de la vida en la Tierra por lo menos 3,85 Gyr antes del presente.

Fósiles

Los estromatolitos son estructuras creadas por un tipo de bacterias fotosintética. Estas bacterias viven en colonias que forman estructuras organosedimentarias redondeadas y bulbosas, dichas estructuras por lo general miden menos de un metro de diámetro.

Los estromatolitos viven en aguas poco profundas. Las colonias de estromatolitos primero forman primero una especie tapete o estera que se adhiere al substrato. Estas estructuras son entidades morfológicas y modificadores microambientales. Los estromatolitos presentan un proceso de desarrollo similar al crecimiento de los arrecifes de coral. Los estromatolitos son reconocidos por las finas capas que registran la agregación bacteriana, y estas capas son similares a los anillos de los árboles. Los estromatolitos más antiguos y mejor conocidos se encuentran en Australia Occidental y tienen una edad de 3,45 Gyr. Debido a la emergencia posterior de nuevas especies los estromatolitos se encuentran ahora en unos pocos lugares en el mundo.

Cronología

  1. 4,54 Gyr: Formación de la tierra
  2. 4,4 Gyr: Presencia de corteza continental (Wilde et al., 2001)
  3. 4,3 Gyr: Agua presente en la superficie de la tierra (Mojzsis et al., 2001)
  4. 3,85 Gyr: Primeras evidencias de procesos biológicos, Groenlandia
  5. 3,45 Gyr: Estromatolitos fósiles más antiguos, Australia Occidental

Referencias

  • Mojzsis, S.J., Harrison, T.M., and Pidgeon, R.T., 2001. "Oxygen-isotopes evidence from ancient zircons for liquid water at the Earth's surface 4,300 Myr ago." Nature, 11 January 2001, v. 409, no. 6817, p. 178-81.
  • Mojzsis, S.J., Arrehenius G., McKeegan, K.D., Harrison, T.M., Nutman, A.P., and Friend, C.R., 1996. "Evidence for life on Earth before 3,800 million years ago." Nature, 7 November 1996, v. 384, no. 6604, p. 55-59.
  • Nutman, A.P., Mojzsis, S.J., and Friend, C.R., 1997. "Recognition of > or = 3850 Ma water-laden sediments in West Greenland and their significance for the early Archaean Earth." Geochimica et Cosmochimica Acta, v. 61, no. 12, p. 2475-2484.
  • Wilde, S.A., Valley, J.W., Peck, W.H., and Graham, C.M., 2001. "Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago." Nature, 11 January 2001, v. 409, no. 6817, p. 175-80.

Referencias adicionales

Los materiales orgánicos

Stromatolites