Cientos de millones de años antes de que hubiera una gallina o un huevo para debatir, los primeros animales complejos evolucionaron en paralelo con el aumento de los niveles de oxígeno en la Tierra.

Pero, ¿qué vino primero, los animales o el oxígeno?

Esa pregunta es el tema central de un número especial de Temas emergentes en ciencias de la vida publicado el 28 de septiembre por Portland Press. Titulado "La Tierra Primitiva y el surgimiento de la vida compleja, "el número fue editado por Timothy Lyons de UC Riverside, un distinguido profesor de biogeoquímica, junto con la profesora de la UCR Mary Droser y la investigadora postdoctoral Kimberly Lau, y Susannah Porter, profesor de la UC Santa Bárbara. Varios de los 18 artículos incluidos en la colección fueron de autor o coautoría de investigadores de la UCR.

Si bien los registros geológicos y fósiles sugieren que la formación de vida compleja y la oxigenación del planeta progresaron de la mano, los detalles sobre la posible relación causa-efecto todavía son turbios y debatidos. ¿El aumento de los niveles de oxígeno en los océanos y la atmósfera impulsó la formación de vida compleja? ¿No estaban relacionados? ¿O acaso la eventual aparición y proliferación de vida compleja provocó en cambio un aumento del oxígeno?

"Si bien esas preguntas permanecen en gran parte sin respuesta en este momento, esta colección curada ofrece una mirada actualizada a la relación entre los primeros organismos y sus entornos a través de la lente de un grupo diverso de científicos que utilizan una variedad de métodos de vanguardia, "Dijo Lyons.

El oxígeno comenzó a acumularse en los océanos y la atmósfera hace 2.3-2.4 mil millones de años durante el Gran Evento de Oxidación. Hace 1.800 millones de años, los niveles de oxígeno habían caído a niveles intermedios, donde permanecieron estables durante otros mil millones de años, apodado "los aburridos mil millones" por los científicos. Hace unos 800 millones de años, los niveles probablemente volvieron a aumentar, y los primeros animales evolucionaron poco después.

Un artículo de Scott Evans, un estudiante de posgrado en el laboratorio de Droser, presenta evidencia que sugiere otro aumento de la innovación catalizada por oxígeno en la vida animal. Al estudiar los animales fósiles de hace 550-560 millones de años, durante la llamada era ediacarana, Evans demostró que los primeros animales de la Tierra, que eran criaturas que habitaban el océano y que "respiraban" por difusión, evolucionado para ser más grande. Esto significó que una fracción menor de sus células entró en contacto con las aguas circundantes durante un período de aumento de oxígeno y se volvió más pequeña nuevamente durante una disminución transitoria.

"Esta relación sugiere que un aumento en los niveles de oxígeno puede haber proporcionado el entorno necesario para la diversificación de planes corporales complejos y ecologías energéticamente exigentes". "Dijo Lyons.

No todos en la serie están de acuerdo en que un aumento de oxígeno fue clave para el éxito de nuestros primeros antepasados. Daniel Mills, de la Universidad del Sur de Dinamarca, advierte que la relación entre la evolución de la vida compleja y el aumento de la oxigenación sigue siendo cuestionable. Quizás, él sugiere, la aparición de animales podría haberse basado en "limitaciones internas del desarrollo, "es decir, el tiempo que les tomó a los animales con una maquinaria celular sofisticada gobernada por una genética compleja evolucionar independientemente de los cambios ambientales.

"Los lectores no dejarán esta colección con una única respuesta clara, Lyons dijo. Nuestro objetivo era brindarles una visión actualizada de los debates clave sobre la evolución temprana de la vida compleja y el cambio ambiental. el contexto completo que se esconde detrás de las preguntas e incertidumbres, y el trabajo que queda por hacer ".