2.1. El origen de la vida y los primeros fósiles
Ensayos como los de Miller-Urey y otros, confirman que es viable la síntesis en condiciones “prebióticas” de algunas biomoléculas, incluyendo algunas proteínas y componentes de ácidos nucleicos. Por otra parte, muchas moléculas orgánicas (algunas complejas) han sido halladas en condritas carbonáceas y en cometas.
Por tanto, es probable que en el seno del agua se formaran de modo espontáneo estructuras orgánicas con membrana (como los coacervados de Oparin). Y también cadenas nucleotídicas (probablemente ARN), con capacidad de duplicarse. Una de estas estructuras con membrana, que llegara a tener metabolismo propio y capacidad reproductora, pudo constituir el primer organismo vivo del planeta.
Es lógico también pensar que las primeras células debieron ser procariotas y anaerobias, ya que no existía oxígeno libre. Hoy se ve probable la hipótesis de que surgieran alrededor de erupciones volcánicas submarinas, aprovechando por quimiosíntesis el calor y nutrientes de las emisiones gaseosas.
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Esto es lo que la Paleontología espera encontrar y debe buscar en los indicios fósiles de las rocas arcaicas. Pero resulta enormemente complicado descubrir pruebas paleontológicas de cómo y cuándo tuvo lugar el origen de la vida en nuestro planeta.
En los últimos 30 años, los científicos que han trabajado en este asunto, han descubierto centenares de registros fósiles del Arcaico de entre 3.500 y 2.500 Ma, especialmente en yacimientos relacionados con rocas sedimentarias en los cratones de: Warrawoona-Pilbara (Australia); Fig Tree-Swaziland y Transvaal (Sudáfrica); Lake Marble (Canadá) y otros yacimientos de India y Zimbabue.
Importante
La mayoría de los fósiles arcaicos corresponden a estromatolitos, bioconstrucciones minerales, finamente estratificadas de morfologías diversas, originados por la producción, captura y fijación de partículas carbonatadas por parte de biopelículas de cianobacterias en aguas poco profundas.
Los otros fósiles de este eón, conocidos hasta ahora, corresponden a bacterias unicelulares en estructuras esferoidales o colonias filamentosas de entre 1 y 30 micras.
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| Estromatolitos actuales Imagen de Martin Kraft en Wikimedia commons. Licencia cc |
Fragmento de uno de los estromatolitos fósiles más antiguos conocidos (en torno a 3.500 Ma), procedente de depósitos de chert en Pilbara, Australia Imagen de Didier Descouens en Wikimedia commons. Licencia cc |
Esquemas de microfósiles de 3.450 a 2.000 Ma. Vistos al microscopio, interpretados como cianobacterias filamentosas, de Apex Cheet, Pilbara, Australia Imagen del ITE en Proyecto Biosfera. Licencia cc |
Actividad de lectura
Es probable que las células procariotas ya existieran desde el inicio del Arcaico (3.800 Ma), y constituyeran un ancestro común de los tres dominios (arqueas, eubacterias y eucarias), pero no se conocen microfósiles convincentes, sino solo indicios indirectos. Aún existe mucha controversia y ambigüedad acerca de si los restos encontrados son realmente de origen biológico. De hecho algunos procesos abióticos, como los fluidos hidrotermales, son capaces de producir compuestos orgánicos con morfologías similares a microfósiles, siendo difícil diferenciar estas trazas orgánicas, de microfósiles procedentes de organismos vivos.
Dada la dudosa interpretación de algunas de estas estructuras, los científicos han acordado que para poder certificar la autenticidad de los fósiles precámbricos en general, además de constatar la estructura estromatolítica, esferoidal o filamentosa de estos organismos, es necesario comprobar el origen biogénico de la materia fosilizada, mediante pruebas isotópicas de 13C orgánico o mediante biomarcadores moleculares.
De este modo se ha podido confirmar la evidencia de que al menos desde hace 3.500 Ma, la biosfera estaba formada básicamente por organismos procariotas y anaerobios, dado que en la atmósfera no había oxígeno. Serían unicelulares o formarían colonias filamentosas y de estromatolitos. Los expertos han podido confirmar también que estos procariotas se corresponden con distintos linajes o líneas evolutivas.
Existían bacterias quimisiosintéticas y fotosintéticas: obtenían la energía para sus procesos metabólicos de reacciones inorgánicas producidas en el medio o de la luz; pero en ese caso realizaban una fotosíntesis anoxigénica, sin desprender oxígeno, como las actuales bacterias verdes del azufre y las bacterias púrpura. Por ello, la atmósfera, seguía estando formada por CO2, CH4 , NH3 y N2 principalmente.
A mediados del Arcaico las cianobacterias mejoraron el mecanismo de la fotosíntesis que pasó a ser oxigénica, comenzando a liberar grandes cantidades de O2. Esta acumulación tóxica de oxígeno producirá después la Gran Oxidación que tendrá lugar en el Proterozoico.
El aprovechamiento del CO2 para la fotosíntesis de las cianobacterias evitó el exceso de efecto invernadero en la atmósfera y la acidificación de los océanos. Por otra parte, la liberación de oxígeno, permitió la oxidación del hierro en minerales y sedimentos al final del Arcaico (2.500 Ma) y la aparición del magmatismo calco-alcalino tal y como conocemos hoy .
Tras leer el texto, contesta a las siguientes cuestiones:
1. ¿El que se crea que la fotosíntesis inicialmente era anoxigénica está relacionado con la ausencia de oxígeno en la atmósfera primitiva?
2. ¿Existían organismos eucariotas en el Arcaico?
3. ¿Se cree que existieron cianobacterias que realizaban la fotosíntesis anoxigénicas?