Vista de rocas carbonatadas desde Mount Slipper, Yukon que contienen microfósiles de escala apatítica. Los fósiles se encuentran disolviendo las rocas carbonatadas en ácido débil. Centavo canadiense por escala. Crédito:Justin V. Strauss
Una característica crítica de muchas formas de vida multicelulares en la Tierra es difícil, estructuras biológicas, como huesos de animales y conchas de caracoles que están hechos de minerales.
Diminutos fósiles descubiertos recientemente en Canadá han hecho retroceder la evidencia más antigua conocida de "biomineralización" hasta hace 810 millones de años. El hallazgo podría arrojar información sobre la localización de fósiles en otros planetas y arrojar luz sobre las formas en que las formas de vida y sus planetas se desarrollan juntos a lo largo del tiempo.
Los investigadores detallaron sus hallazgos en la revista. Avances de la ciencia . Recibieron apoyo financiero del nodo MIT del Instituto de Astrobiología de la NASA y a través de una beca postdoctoral de Astrobiología de la NASA.
Organismos multicelulares, como animales, plantas y hongos son todos ejemplos de eucariotas, cuyas células poseen núcleos. La evolución de la biomineralización fue un hito clave en la historia de los eucariotas y para la Tierra en general. desde estructuras biominerales, como los arrecifes de coral, han tenido un impacto dramático en la geología del planeta. Todavía, Los primeros signos de bio-mineralización eucariota han permanecido oscuros en el registro fósil, lo que dificulta conocer la edad y las circunstancias ambientales en las que surgieron por primera vez estas estructuras biológicas.
Para señalar cuándo pudo haber evolucionado por primera vez la biomineralización eucariota, Los científicos recolectaron muestras de una sección de aproximadamente 200 pies de espesor (60 metros) de lutita caliza y pizarra negra y gris cerca de Mount Slipper en el territorio de Yukon. Canadá, cerca de la frontera con Alaska.
"Estuvimos allí a finales de junio, pero todavía hacía mucho frío, "dijo el autor principal del estudio, Phoebe Cohen, un paleobiólogo en Williams College en Williamstown, Massachusetts. "Todavía había mucha nieve en el suelo, pero en realidad estuvo bien, ya que de ahí es de donde obtenemos el agua potable ".
Los investigadores se centraron en los microfósiles dentro de la roca, que surgió durante la Era Neoproterozoica hace entre 541 millones y mil millones de años.
Vista del Monte Zapatilla mirando hacia las capas de roca que contienen fósiles biomineralizados. Crédito:Phoebe A. Cohen
"La ladera de la montaña donde se encuentran los fósiles es muy empinada, y gran parte de la roca está suelta, así que pasamos mucho tiempo encaramados precariamente en pendientes empinadas golpeando rocas con nuestros martillos para recolectar muestras, "Dijo Cohen.
Los microfósiles que Cohen y su equipo descubrieron, se cree que son eucariotas marinos unicelulares, vienen en una amplia variedad de formas. "Cada uno de los diminutos fósiles que encontramos creemos que no es su propio organismo, pero parte de una sola celda. Imagina una sola celda redonda rodeada por estas pequeñas placas blindadas, "Dijo Cohen.
Utilizando microscopios electrónicos de transmisión de alta resolución, Cohen y sus colegas encontraron que estos microfósiles estaban hechos en gran parte de complejos, redes entrelazadas de cristales fibrosos de un mineral conocido como apatita. La intrincada naturaleza de estas redes confirmó que fueron creadas por un biológico, a diferencia de un geológico, proceso, dijeron los investigadores.
Es más, El análisis de isótopos de los elementos renio y osmio en la roca sugirió que estos fósiles tienen aproximadamente 810 millones de años. que representa los especímenes más antiguos de biomineralización eucariota descubiertos hasta la fecha. Son, De hecho, más antiguo que los especímenes anteriores en unos 200 millones de años, Dijo Cohen.
"Los eucariotas estaban construyendo estructuras biomineralizadas muy complejas mucho antes de lo que pensábamos, "Dijo Cohen.
Durante la vida de estos organismos fue un mundo diferente al de hoy; casi toda la vida existía en el agua, y las plantas y los animales aún no habían entrado en escena. Pero había una gran diversidad de eucariotas microscópicos en ese momento. Algunos de estos organismos eran algas similares a las algas rojas y verdes de hoy, mientras que otros no tienen un análogo moderno similar, como los misteriosos fósiles que encontró el equipo de Cohen.
El análisis de las rocas que rodean los fósiles sugiere que las alteraciones químicas en los océanos cuando estos eucariotas estaban vivos aumentaron la cantidad de compuestos de fosfato que se disolvieron en el agua donde habitaban estas formas de vida. Esta, Sucesivamente, ayuda a explicar por qué estos organismos podrían haber creado estructuras hechas de apatita, que es un mineral de fosfato. Y sugiere que la biomineralización se desarrolló a medida que los organismos y sus entornos evolucionaron juntos a lo largo del tiempo, Dijo Cohen.
Imagen de microscopio electrónico de barrido de un grupo de fósiles de MAPE biomineralizados de Mount Slipper. Los fósiles se encuentran disolviendo rocas carbonatadas de Mount Slipper en ácido débil. Estas estructuras probablemente actuaron como armaduras, con muchas placas del mismo tipo rodeando una sola celda. Crédito:Phoebe A. Cohen
"¿Mucho fósforo disponible? Entonces, tal vez espere ver organismos que usan ese elemento para bio-mineralizar, "Dijo Cohen.
Esta investigación también puede arrojar luz sobre dónde encontrar fósiles en otros planetas. Por ejemplo, si busca fósiles hechos principalmente de fosfatos, los científicos pueden querer centrarse en áreas que alguna vez fueron, o son actualmente, rico en fosfatos disueltos.
"Hemos aprendido más sobre las condiciones en las que se pueden encontrar estos tipos de fósiles biomineralizados, lo cual es útil a medida que comenzamos a explorar lugares como Marte en busca de posibles evidencias fósiles de vida, "Dijo Cohen.
La investigación futura podría centrarse en encontrar tales fósiles en otras partes del mundo, Dijo Cohen.
"También estoy tratando de entender por qué estos fósiles se conservan aquí y cómo se conservan, lo que nos ayudará a encontrarlos en otros lugares y también nos ayudará a comprender de manera más general cómo se conservan los fósiles biomineralizados en rocas antiguas, " ella dijo.
"También hay muchas preguntas sobre por qué no volvemos a ver la biomineralización eucariota durante casi 200 millones de años". "Dijo Cohen." ¿Fue porque estos organismos se extinguieron? Then why didn't other organisms evolve this capability? Was it because of ocean chemistry conditions? There's many interesting questions to follow up with there as well."
This story is republished courtesy of NASA's Astrobiology Magazine. Explore the Earth and beyond at www.astrobio.net .
