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Los primeros indicios de vida en una Tierra joven, hace unos 3.500 millones de años, han venido generalmente del océano en forma de microbios fosilizados dentro de rocas antiguas. Ahora, unos científicos que trabajan en el Cinturón de Piedras Verdes de Barberton, en Sudáfrica -donde se conservan algunas de las rocas más antiguas de la Tierra- han encontrado pruebas de vida microbiana terrestre que, según sus cálculos, tienen unos 3.220 millones de años. Los resultados, publicados hoy (23 de julio) en Nature Geosciences, representan los indicios más antiguos de vida terrestre en nuestro planeta descubiertos hasta ahora
«Este trabajo representa el trabajo más antiguo y menos ambiguo que tenemos hasta ahora de que la vida existía en la tierra ya hace 3.200 millones de años», escribe en un correo electrónico a The Scientist Kurt Konhauser, profesor de Ciencias de la Tierra y de la Atmósfera en la Universidad de Alberta, en Canadá, que tampoco participó en el trabajo.
Los investigadores han encontrado más pruebas fósiles de la primera vida microbiana en depósitos marinos poco profundos, lo que apoya la teoría dominante de que antes de hace 3.000 millones de años, la mayor parte de la Tierra estaba formada por océanos intercalados con islas volcánicas. Las pruebas de la vida en la tierra han sido hasta ahora más difíciles de encontrar. Parte de la razón es que las antiguas rocas marinas parecen estar mejor conservadas que los sedimentos terrestres. Otra cuestión, según Martin Homann, postdoctorado en el Instituto Europeo de Estudios Marinos (IUEM) de Brest (Francia), es que los sedimentos terrestres muy antiguos también son difíciles de distinguir de los marinos porque los denominados fósiles índice -que ayudan a determinar el entorno y a datar las rocas- no existen de este primer período de la historia de la Tierra.
Según los autores del estudio, los restos fósiles visibles más antiguos de microbios en tierra firme tenían unos 2.700 millones de años, encontrados en un lugar diferente del Cinturón de Piedras Verdes de Barberton, en Sudáfrica, y también en Australia. En un estudio publicado el año pasado, los investigadores analizaron rocas de lo que interpretaron como fuentes termales en la región de Pilbara, en Australia Occidental. Aunque ese trabajo, según Konhauser, sugiere que algunos volcanes de hace 3.500 millones de años podrían haber estado en tierra, el estudio actual es definitivo al mostrar que hubo una amplia exposición de la corteza continental en la superficie de la Tierra hace 3.200 millones de años.
Para el estudio actual, Homann y sus colegas se centraron en antiguas rocas sedimentarias, conocidas como el Grupo Moodies, en el Cinturón de Piedras Verdes de Barberton que, según demostraron los geólogos anteriormente, tienen aproximadamente 3.22.000 millones de años. Allí, el equipo descubrió lo que se conoce como tapetes microbianos fosilizados, compuestos principalmente por las huellas de bacterias y arqueas y que se encuentran entre las primeras formas de vida conservadas. Mientras vivían en la Tierra primitiva, estos tapetes de la comunidad microbiana se intercalaron y empaquetaron con roca sedimentaria hecha de piedras redondeadas de diferentes tamaños que los geólogos llaman conglomerado.
El equipo primero analizó y describió con detalle la posición de las rocas y las comparó con las formaciones rocosas actuales para entender cómo se movían, se formaban y se conservaban. Los investigadores concluyeron que los microbios formadores de esteras eran autóctonos de la roca anfitriona y parte de lo que fue un antiguo delta fluvial.
«Estos son buenos datos que demuestran efectivamente que estos tapetes microbianos fosilizados proceden de un entorno terrestre», afirma Dominic Papineau, que estudia el origen y la evolución de la vida en el Centro de Nanotecnología de la Universidad de Londres y que no participó en el estudio.
Los investigadores analizaron entonces los isótopos de carbono y nitrógeno orgánicos dentro de estos tapetes microbianos terrestres fosilizados y compararon los perfiles con los isótopos extraídos de tapetes microbianos marinos fosilizados cercanos. Tanto los valores de isótopos de carbono como de nitrógeno de las muestras terrestres y marinas eran únicos entre sí, lo que sugiere que había diferencias en el metabolismo de los microbios del océano en comparación con los de la tierra.
«Ya hace 3.200 millones de años, vemos evidencias de diferencias en las comunidades microbianas formadoras de esteras, lo que sugiere que algunas estaban probablemente mejor adaptadas a la vida en el océano que en la tierra», dice Homann.
Una de las principales cuestiones que se plantean los científicos es si la Tierra primitiva pudo tener ya bolsas localizadas de oxígeno libre en una atmósfera que generalmente carecía de él. La mayoría de los tapetes microbianos modernos están compuestos por cianobacterias, que crean oxígeno como subproducto de su metabolismo (fotosíntesis oxigénica), y se cree que fueron responsables de la acumulación de oxígeno en la atmósfera de la Tierra. «Los datos de aquí no pueden distinguir si estos microorganismos produjeron oxígeno a través de su fotosíntesis o hicieron fotosíntesis anoxigénica», dice Papineau.
Los valores de isótopos de nitrógeno, que reflejan la relación entre el nitrógeno-14, más abundante, y el nitrógeno-15, más raro y pesado, de los tapetes microbianos terrestres fueron más positivos en comparación con las muestras marinas. Esto sugirió a Homann y sus colegas que la tierra de hace 3.200 millones de años contenía nitrato atmosférico. Otra forma de que estos valores positivos de nitrógeno se produjeran sería que existiera oxígeno atmosférico hace 3.220 millones de años, lo que es menos probable, según los autores del estudio, ya que implicaría que ya existieran cianobacterias productoras de oxígeno, de lo que actualmente no hay pruebas suficientes.
Para Konhauser, sería interesante profundizar en el origen del nitrato de las muestras y saber si efectivamente pudo proceder de la atmósfera o a través de la generación de oxígeno de las antiguas bacterias fotosintéticas. «Las estructuras y la composición isotópica de los tapetes microbianos parecen sugerir ciertamente la presencia de microbios fotosintéticos ya existentes en la tierra», escribe Konhauser. Si el nitrato fue efectivamente formado por los microbios de los tapetes, añade, entonces tal vez las cianobacterias productoras de oxígeno existían en esta etapa temprana de la historia de la Tierra.
M. Homann et al., «Microbial life and biogeochemical cycling on land 3,220 million years ago», Nature Geosciences, doi.org/10.1038/s41561-018-0190-9, 2018.
Corrección (23 de julio): La estimación de la vida en la tierra es 500 millones de años antes de lo demostrado anteriormente, no 500.000 millones de años. The Scientist lamenta el error.
Corrección (25 de julio): La palabra en el segundo párrafo es «ambigua», no «inequívoca». El Científico lamenta el error.