Hallan los fósiles más antiguos de la Tierra

Desde hace tiempo se considera a las fuentes hidrotermales bajo los océanos uno de los primeros entornos que albergaron vida en la Tierra por su contenido rico en hierro. Es en esos lugares donde los científicos se han centrado para encontrar las primeras formas de vida bacteriana en la Tierra.

“Tiene sentido que los primeros organismos se preserven en las fuentes hidrotermales. Estos entornos proporcionan la energía y los gradientes químicos necesarios para iniciar los primeros procesos metabólicos”, señala a Sinc Matthew S. Dodd, primer autor del estudio que publica Nature e investigador en el University College London (Reino Unido) y el London Centre for Nanotechnology.

El equipo internacional de científicos analizó fragmentos de jaspe, una roca sedimentaria, hallados en la franja de Nuvvuagituuq en Quebec (Canadá), y que posiblemente pertenecieron a antiguas fuentes hidrotermales. Estudios anteriores los habían datado en entre 3.770 y 4.290 millones de años.

Gracias a una combinación de microscopía óptica y espectroscopia Raman (para estudiar modos de baja frecuencia), los investigadores identificaron y localizaron microfósiles y la mineralogía asociada a ellos. Como la microscopia Raman usa un láser para medir vibraciones en las uniones entre diferentes átomos, el equipo pudo descifrar qué minerales estaban presentes en las rocas.

“También se utilizaron otros instrumentos como la microscopía electrónica de dispersión de energía para analizar composiciones químicas de minerales asociados con la materia orgánica y los microfósiles”, añade Dodd. Además los espectrómetros de masas con plasma acoplado inductivamente permitieron medir la abundancia de elementos traza en los jaspe para comprobar el origen hidrotérmico de estas rocas.

Formas antiguas de vida bacteriana

Los resultados confirman que la vida temprana prosperó en los ambientes hidrotermales poco después de la formación de la Tierra. Microfósiles en forma de tubos de hierro con o sin filamentos internos de hierro, filamentos torcidos de hierro, gránulos de óxido de hierro, rosetas de carbonato cortadas y rodeadas por masas de apatita, entre otros, son algunos de los elementos hallados en las rocas. 

“La materia orgánica como el grafito se produce en las rosetas carbonatadas y con la apatita”, indica el investigador. Hasta ahora, los microfósiles más antiguos databan de hace unos 3.640 millones de años y se hallaron al oeste de Australia, pero algunos científicos consideraban que no había elementos biológicos en las rocas. 

En el nuevo estudio, los investigadores analizaron de manera sistemática la forma en la que los tubos y filamentos, hechos de hematita (una forma de óxido de hierro u óxido), podrían haberse creado con métodos no biológicos como la temperatura y los cambios de presión en la roca durante la deposición de sedimentos. Pero todas de las posibilidades fueron poco probables. 

Las estructuras de hematites tienen la misma ramificación característica de las bacterias del hierro que se encuentran cerca de fuentes hidrotermales actuales y obtienen la energía que necesitan para vivir y multiplicarse por oxidación del hierro disuelto. Estas estructuras se encontraron junto con grafito y minerales como la apatita y el carbonato, hallados en huesos y dientes y frecuentemente asociados con fósiles. 

Según los científicos, todos los restos encontrados son producto de la putrefacción. “Son idénticos mineralógicamente a los que hay en rocas más jóvenes de Noruega, el área de los Grandes Lagos en EE UU y el oeste de Australia”, explica Dominic Papineau, autor principal e investigador en el University College London y el London Centre for Nanotechnology. 

“Este hallazgo nos ayuda a unir las piezas de la historia de nuestro planeta y la notable vida en ella, y ayudará a identificar rastros de vida en otras partes del universo”, añade Papineau. “Estos descubrimientos demuestran que la vida se desarrolló sobre la Tierra en un momento en el que Marte y la Tierra tenían agua líquida en sus superficies,  lo que plantea preguntas emocionantes sobre la vida extraterrestre. Por lo tanto, esperamos encontrar pruebas de vida pasada en Marte de hace 4.000 millones de años de antigüedad, o sino, la Tierra puede haber sido una excepción especial”, concluye Dodd. 

Desde hace tiempo se considera a las fuentes hidrotermales bajo los océanos uno de los primeros entornos que albergaron vida en la Tierra por su contenido rico en hierro. Es en esos lugares donde los científicos se han centrado para encontrar las primeras formas de vida bacteriana en la Tierra.

“Tiene sentido que los primeros organismos se preserven en las fuentes hidrotermales. Estos entornos proporcionan la energía y los gradientes químicos necesarios para iniciar los primeros procesos metabólicos”, señala a Sinc Matthew S. Dodd, primer autor del estudio que publica Nature e investigador en el University College London (Reino Unido) y el London Centre for Nanotechnology.

El equipo internacional de científicos analizó fragmentos de jaspe, una roca sedimentaria, hallados en la franja de Nuvvuagituuq en Quebec (Canadá), y que posiblemente pertenecieron a antiguas fuentes hidrotermales. Estudios anteriores los habían datado en entre 3.770 y 4.290 millones de años.

Gracias a una combinación de microscopía óptica y espectroscopia Raman (para estudiar modos de baja frecuencia), los investigadores identificaron y localizaron microfósiles y la mineralogía asociada a ellos. Como la microscopia Raman usa un láser para medir vibraciones en las uniones entre diferentes átomos, el equipo pudo descifrar qué minerales estaban presentes en las rocas.

“También se utilizaron otros instrumentos como la microscopía electrónica de dispersión de energía para analizar composiciones químicas de minerales asociados con la materia orgánica y los microfósiles”, añade Dodd. Además los espectrómetros de masas con plasma acoplado inductivamente permitieron medir la abundancia de elementos traza en los jaspe para comprobar el origen hidrotérmico de estas rocas.

Formas antiguas de vida bacteriana

Los resultados confirman que la vida temprana prosperó en los ambientes hidrotermales poco después de la formación de la Tierra. Microfósiles en forma de tubos de hierro con o sin filamentos internos de hierro, filamentos torcidos de hierro, gránulos de óxido de hierro, rosetas de carbonato cortadas y rodeadas por masas de apatita, entre otros, son algunos de los elementos hallados en las rocas. 

“La materia orgánica como el grafito se produce en las rosetas carbonatadas y con la apatita”, indica el investigador. Hasta ahora, los microfósiles más antiguos databan de hace unos 3.640 millones de años y se hallaron al oeste de Australia, pero algunos científicos consideraban que no había elementos biológicos en las rocas. 

En el nuevo estudio, los investigadores analizaron de manera sistemática la forma en la que los tubos y filamentos, hechos de hematita (una forma de óxido de hierro u óxido), podrían haberse creado con métodos no biológicos como la temperatura y los cambios de presión en la roca durante la deposición de sedimentos. Pero todas de las posibilidades fueron poco probables. 

Las estructuras de hematites tienen la misma ramificación característica de las bacterias del hierro que se encuentran cerca de fuentes hidrotermales actuales y obtienen la energía que necesitan para vivir y multiplicarse por oxidación del hierro disuelto. Estas estructuras se encontraron junto con grafito y minerales como la apatita y el carbonato, hallados en huesos y dientes y frecuentemente asociados con fósiles. 

Según los científicos, todos los restos encontrados son producto de la putrefacción. “Son idénticos mineralógicamente a los que hay en rocas más jóvenes de Noruega, el área de los Grandes Lagos en EE UU y el oeste de Australia”, explica Dominic Papineau, autor principal e investigador en el University College London y el London Centre for Nanotechnology. 

“Este hallazgo nos ayuda a unir las piezas de la historia de nuestro planeta y la notable vida en ella, y ayudará a identificar rastros de vida en otras partes del universo”, añade Papineau. “Estos descubrimientos demuestran que la vida se desarrolló sobre la Tierra en un momento en el que Marte y la Tierra tenían agua líquida en sus superficies,  lo que plantea preguntas emocionantes sobre la vida extraterrestre. Por lo tanto, esperamos encontrar pruebas de vida pasada en Marte de hace 4.000 millones de años de antigüedad, o sino, la Tierra puede haber sido una excepción especial”, concluye Dodd.