La vida en la Tierra podría haberse originado en condiciones frías cerca de la superficie, antes de extenderse a ambientes más cálidos, según una investigación que analiza las posibles secuencias de genes pertenecientes a la vida más temprana.

Toda la vida en la Tierra hoy se origina a partir de dos desarrollos distintos en la historia biológica de nuestro planeta. Estos son el surgimiento de las primeras formas de vida hace miles de millones de años, y la posterior evolución del último ancestro común universal (LUCA) de todos los organismos existentes.

Lo que fueran en ese momento, estas dos especies extintas, la primera vida y LUCA, probablemente ocuparon entornos radicalmente diferentes, lo que sugiere que la vida temprana tuvo que sufrir una serie de cambios evolutivos de los cuales aún se pueden detectar rastros en los organismos vivos en la actualidad.

"Encontrar tal variabilidad ambiental desde el principio puede ser necesario para desarrollar el nivel de complejidad necesario para que LUCA tenga el potencial evolutivo para continuar diversificando y colonizando casi todos los hábitats de la Tierra durante cuatro mil millones de años, "Greg Fournier, un biólogo evolutivo del MIT, dice a la revista Astrobiology.

Fournier y su colega Marjorie Cantine detallaron sus hallazgos en la revista. Orígenes de la vida y evolución de las biosferas .

Aunque hoy en día el ADN reina supremo como el modelo de la vida, Una teoría compartida por muchos biólogos evolutivos es que los primeros seres vivos en la Tierra posiblemente usaron la molécula de ARN más simple, que puede codificar información genética como el ADN y desencadenar reacciones químicas vitales como muchas proteínas.

Los investigadores analizaron registros de secuencias de genes que se encuentran en todos los organismos que viven actualmente en la Tierra. incluidos los que probablemente sean similares a los organismos más antiguos de la Tierra, para averiguar qué secuencias probablemente poseía la vida temprana. A continuación, examinaron investigaciones anteriores que exploran qué tan bien funcionan estas secuencias de ARN en una variedad de condiciones, como la temperatura, acidez y radiación para deducir cómo podría haber sido el entorno de la vida más temprana en la Tierra.

La luz ultravioleta puede dañar el ARN, pero también puede haber desencadenado reacciones químicas que ayudaron a crear los pilares fundamentales de la vida. En el momento de los orígenes de la vida, hace aproximadamente 4.400 millones de años, el Sol emitía más rayos ultravioleta que ahora. Los científicos sugirieron que la vida surgió por primera vez cerca de la superficie de la Tierra bajo alguna forma de escudo de radiación, como el agua, cubierta de hielo, sedimentos u otras barreras, y tuvo acceso a entornos sin blindaje que podrían generar biomoléculas clave.

Las temperaturas en la Tierra también pueden haber sido relativamente frías en ese momento, dada la juventud más fresca del sol, suficiente para que se forme una cantidad significativa de hielo oceánico. Es más fácil para los aminoácidos (los componentes básicos de las proteínas) y las moléculas de ARN largas ensamblarse a temperaturas más frías. Es más, Las superficies heladas y el aguanieve podrían haber concentrado biomoléculas juntas para ayudar al surgimiento de la vida.

A diferencia de, el último ancestro común universal, la especie microbiana de la que proviene toda la vida que existe hoy en día, pudo haber vivido a temperaturas moderadas, quizás hace al menos cuatro mil millones de años. Los científicos pueden suponer cómo era LUCA al observar qué genes tienen en común los organismos de la Tierra hoy en día, analizar cómo estos genes cambiaron a lo largo de la evolución, y deducir cómo podrían haber sido las versiones ancestrales de estos genes. Las secuencias de ADN que forman los aproximadamente 600 genes de LUCA y los aminoácidos que componen sus proteínas suelen ser más estables a temperaturas moderadas. dijeron los investigadores.

"Sobre la base del trabajo de muchos otros, sugerimos que la vida se dispersó y se adaptó a nuevos entornos muy temprano en su historia, "dice la coautora del estudio, Marjorie Cantine, geobiólogo del MIT.

Los científicos también sugirieron que LUCA vivía en la superficie de la Tierra, en contraste con otros estudios que sugieren que LUCA vivía alrededor de respiraderos hidrotermales de aguas profundas. Si LUCA realmente surgió en la superficie de la Tierra, entonces probablemente poseía genes que arreglaban el tipo de daño que causa la luz ultravioleta y necesitaban luz casi ultravioleta para impulsar estas reparaciones; Son estos genes los que sugieren a Fournier y Cantine que LUCA estuvo expuesto a la luz ultravioleta solar cerca de la superficie.

Los investigadores sugirieron que, dado que la vida aparentemente se originó en un entorno muy diferente al que vivía LUCA, Los primeros organismos probablemente evolucionaron para sobrevivir a cambios radicales en su entorno. Tales cambios dramáticos pueden haber incluido el Bombardeo Intenso Tardío durante el cual enjambres de asteroides y cometas chocaron con la Tierra y el resto del Sistema Solar interior; la formación de la corteza continental; y la aparición generalizada de agua líquida en la superficie de la Tierra.

Una adaptación temprana clave probablemente incluyó la celularidad, es decir, recogiendo todo sobre ellos mismos dentro de una membrana celular. La celularidad habría sido fundamental para que los organismos se dispersaran de su entorno original y se diversificaran en nuevos entornos.

Suponiendo que la vida temprana se adaptó para sobrevivir en un tablero de ajedrez de muchos tipos diferentes de entornos, "las complejas relaciones ecológicas entre diferentes especies pueden haber sido parte de la vida en la Tierra desde muy cerca de su comienzo, y LUCA es solo un ejemplo de la vida que pudo haber existido en ese momento, "dice Fournier.

"Quizás el establecimiento rápido de relaciones ambientales y ecológicas complejas era incluso necesario para que persistiera la vida temprana, "agrega Cantine.

El cuadro pintado por Cantine y Fournier de la evolución temprana de la vida en la Tierra es solo un escenario plausible. "Nuestra interpretación, como otros, se basa en un registro [genético] limitado y es una contribución a un animado debate, "dice Cantine.

Los investigadores señalan que, al buscar posibles signos de vida en Marte, las búsquedas no deben limitarse a entornos probables en los que podría haberse originado la vida, ya que la vida en Marte puede haberse trasladado a otros entornos desde que surgió. En lugar de, Cantine y Fournier proponen que la búsqueda de vida en Marte debería centrarse en aquellos entornos que tienen más probabilidades de haber capturado y conservado rastros de vida.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de la revista Astrobiology Magazine de la NASA. Explore la Tierra y más allá en www.astrobio.net.