Investigadores chinos han descubierto los organismos complejos más antiguos hasta ahora conocidos de la Tierra. Se trata de fósiles eucariotas multicelulares que datan de hace 1.630 millones de años hallados en el norte de ese país.
El descubrimiento, que ocurrió en el área de Yanshan al norte de China y revela formas de vida tempranas y complejas, y sugiere un surgimiento más temprano de la multicelularidad.
En un estudio publicado en Science Advances, investigadores dirigidos por el profesor Maoyan Zhu del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing de la Academia de Ciencias de China informaron sobre su reciente descubrimiento estos fósiles multicelulares.
Estos microfósiles conservados se consideran actualmente el registro más antiguo de eucariotas multicelulares, ya que retrasa el surgimiento de la multicelularidad en los eucariotas en unos 70 millones de años.
Multicelularidad: una importante transición evolutiva
Toda la vida compleja en la Tierra, incluidos diversos animales, plantas terrestres, hongos macroscópicos y algas marinas, son eucariotas multicelulares. La multicelularidad es clave para que los eucariotas adquieran complejidad orgánica y gran tamaño, y a menudo se considera una transición importante en la historia de la vida en la Tierra. Sin embargo, los científicos no estaban seguros de cuándo los eucariotas desarrollaron esta innovación.
Los registros fósiles que ofrecen pruebas convincentes muestran que los eucariotas con multicelularidad simple, como las algas rojas y verdes y supuestos hongos, aparecieron hace 1.050 millones de años. Registros más antiguos afirman que son eucariotas multicelulares, pero la mayoría de ellos son controvertidos debido a su morfología simple y falta de estructura celular.
“Los fósiles multicelulares recién descubiertos provienen de la Formación Chuanlinggou del Paleoproterozoico tardío, que tiene aproximadamente 1.635 millones de años. Son filamentos uniseriados no ramificados compuestos de dos a más de 20 células grandes cilíndricas o en forma de barril con diámetros de 20 a 194 μm y longitudes incompletas de hasta 860 μm. Estos filamentos muestran un cierto grado de complejidad en función de su variación morfológica”, explicó el paleontólogo Lanyun Miao, uno de los investigadores.
Los filamentos son constantes, o se estrechan en toda su longitud, o solo en un extremo. Los análisis morfométricos demuestran su continuidad morfológica, lo que sugiere que representan una única especie biológica en lugar de especies discretas. Los fósiles han sido nombrados Qingshania Magnífica, una forma de taxón con morfología y tamaño similar, y se describe como perteneciente a la Formación Chuanlinggou.
Una característica particularmente importante de Qingshania es la estructura intracelular redonda (diámetro de 15 a 20 μm) en algunas células. Estas estructuras son comparables a las esporas asexuales conocidas en muchas algas eucariotas, lo que indica que Qingshania probablemente se reprodujo mediante esporas.
Características distintivas de los eucariotas
En la vida moderna, los filamentos uniseriados son comunes tanto en procariotas (bacterias y arqueas) como en eucariotas. La combinación de células de gran tamaño, amplia gama de diámetros de filamentos, variación morfológica y esporas intracelulares demuestran la afinidad eucariota de Qingshania, ya que ningún procariota conocido es tan complejo. Los procariotas filamentosos son generalmente muy pequeños, entre 1 y 3 μm de diámetro, y están distribuidos en más de 147 géneros de 12 filos.
Algunas cianobacterias y bacterias del azufre pueden alcanzar tamaños grandes, hasta 200 μm de espesor, pero estos grandes procariotas tienen una morfología muy simple, con células en forma de disco, y no se reproducen mediante esporas.
Los mejores análogos modernos son algunas algas verdes, aunque los filamentos también se encuentran en otros grupos de algas eucariotas, como por ejemplo algas rojas, pardas, amarillas, o carofitas; así como en hongos y oomicetos.
“Esto indica que lo más probable es que Qingshania fuera un alga fotosintética, probablemente perteneciente al grupo extinto de los arqueplastidos (un grupo importante formado por algas rojas, algas verdes y plantas terrestres, así como glaucofitos), aunque su afinidad exacta aún no está clara”, sostuvo Miao.
Composición química e implicaciones evolutivas
Además, los investigadores realizaron una investigación espectroscópica Raman para probar la afinidad eucariota de Qingshania desde la perspectiva de la composición química, utilizando tres taxones de cianobacterias para comparar.
Los espectros Raman revelaron dos picos amplios característicos de la materia carbonosa desordenada. Además, las temperaturas de entierro estimadas utilizando parámetros Raman oscilaron entre 205 y 250 °C, lo que indica un bajo grado de metamorfismo. El análisis de componentes principales de los espectros Raman clasificó a Qingshania y los taxones de cianobacterias en dos grupos distintos, lo que indica que la materia carbonosa de Qingshania es diferente de la de los fósiles de cianobacterias.
Actualmente, los fósiles eucariotas inequívocos más antiguos son formas unicelulares de sedimentos del Paleoproterozoico tardío (hace ~1.650 millones de años) en el norte de China y el norte de Australia. Qingshania apareció sólo un poco más tarde que estas formas unicelulares, lo que indica que los eucariotas adquirieron la multicelularidad simple muy temprano en su historia evolutiva.
Dado que las algas eucariotas (arqueplastidos) surgieron después del último ancestro común eucariota (LECA), el descubrimiento de Qingshania, si es verdaderamente de naturaleza algal, respalda aún más la aparición temprana de LECA a finales del Paleoproterozoico, lo cual es consistente con muchos estudios de relojes moleculares, en lugar de que a finales del Mesoproterozoico, hace aproximadamente mil millones de años.
