Eucariotas diversificados hace 1.640 millones de años

Los organismos eucariotas -que engloban hongos, plantas, algas, animales y protozoos- ya habían evolucionado en una amplia gama de formas incluso hace 1.640 millones de años.

Un nuevo artículo, publicado en la revista Papers in Paleontology, relata un conjunto de fósiles eucariotas de una era temprana en la historia evolutiva del grupo, descubiertos en Australia. Los autores describen cuatro nuevos taxones, así como evidencia de varias características avanzadas ya presentes en estos primeros eucariotas.

"Estos se encuentran entre los eucariotas más antiguos que jamás se hayan descubierto", explicó en un comunicado la autora principal Leigh Anne Riedman, investigadora asistente en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la UCSB (Universidad de California Santa Bárbara). "Sin embargo, incluso en estos primeros discos estamos viendo mucha diversidad".

Eukarya forma uno de los principales dominios de la vida, abarcando los clados de plantas, animales y hongos, así como todos los demás grupos cuyas células tienen un núcleo rodeado de membranas, como los protistas y las algas marinas. Muchos científicos habían pensado que los primeros eucariotas eran todos bastante similares durante el Paleoproterozoico tardío, y que la diversificación tuvo lugar hace unos 800 millones de años. Pero Riedman y sus coautores encontraron fósiles de un elenco deliciosamente diverso y complejo en rocas casi dos veces más antiguas.

Los científicos sabían por estudios anteriores que los eucariotas ya habían evolucionado en ese momento, pero su diversidad en esta era no se entendía bien. Así que Riedman se dirigió al norte de Australia a finales de 2019. En una semana, había recolectado alrededor de 430 muestras de ocho núcleos perforados por una empresa de prospección; ahora residen en la biblioteca australiana. Los dos núcleos utilizados para este estudio abarcaron aproximadamente 500 metros de estratigrafía, o 133 millones de años, con alrededor de 15 millones de años de deposición significativa.

Riedman regresó a los Estados Unidos con esquisto y lutita: restos de un antiguo ecosistema costero que alternaba entre marismas submareales poco profundas y lagunas costeras. Una inmersión en ácido fluorhídrico disolvió la roca matriz, concentrando los preciosos microfósiles que luego analizó bajo el microscopio.

"Esperábamos encontrar especies con características interesantes y diferentes en sus paredes celulares", dijo Riedman. Esperaba que estas características pudieran arrojar luz sobre lo que estaba sucediendo dentro de las células durante este período. Sin embargo, llegar a conclusiones sobre el interior celular requeriría mucha investigación, ya que los fósiles sólo conservan el exterior de las células.

Los investigadores quedaron sorprendidos por la diversidad y complejidad conservadas en estos fósiles. Registraron 26 taxones, incluidas 10 especies no descritas anteriormente. El equipo encontró evidencia indirecta de citoesqueletos, así como estructuras laminares que sugieren la presencia de vesículas internas en las que se formaron las placas, quizás ancestrales de los cuerpos de Golgi, presentes en las células eucariotas modernas. Otros microbios tenían paredes celulares hechas de fibras unidas, lo que también sugiere la presencia de un citoesqueleto complejo.

Los autores también encontraron celdas con una pequeña trampilla, prueba de cierto grado de sofisticación. Algunos microbios pueden formar quistes para esperar a que pasen las condiciones ambientales desfavorables. Para poder emerger, necesitan poder grabar una abertura en su capa protectora. Hacer esta puerta es un proceso especializado. "Si vas a producir una enzima que disuelva la pared celular, debes tener mucho cuidado con cómo usas esa enzima", dijo Riedman. "Entonces, en uno de los primeros registros de eucariotas, estamos viendo niveles de complejidad bastante impresionantes".

Muchos expèrtos habían pensado que esta capacidad surgió más tarde, y la evidencia de ello en este conjunto enfatiza aún más cuán diversos y avanzados eran los eucariotas incluso en esta coyuntura temprana. "Siempre se ha supuesto que esto ocurrió aproximadamente en la época en que aparecieron los eucariotas. Y ahora pensamos que simplemente no se han explorado rocas más antiguas", dijo la coautora Susannah Porter, profesora de ciencias de la Tierra en la Universidad de California en Santa Bárbara.

Este artículo es parte de un proyecto más amplio que investiga la evolución temprana de los eucariotas. Riedman y Porter quieren saber en qué entornos se diversificaron los primeros eucariotas, por qué estaban allí, cuándo migraron a otros lugares y qué adaptaciones necesitaron para llenar esos nuevos nichos.