Posible hallazgo de vida animal aún más antigua empuja más atrás el registro fósil

En un hallazgo que hace retroceder el reloj en el mundo científico respecto a cuándo apareció la vida animal en la Tierra, científicos de Princeton podría haber descubierto los cuerpos fósiles más antiguos de animales. Esto sugiere que unas criaturas primitivas similares a una esponja vivían en los arrecifes del océano hace alrededor de 650 millones de años

Los fósiles, encontrados debajo de un depósito glacial de 635 millones de años en el sur de Australia, representan la evidencia más antigua de formas corporales de animales en el registro fósil actual, que se desplaza entre 70 y 90 millones de años hacia el pasado.

Antes de esto, los fósiles más antiguos conocidos de animales de cuerpo duro eran de dos organismos que vivían en los arrecifes, que existieron hace unos 550 millones de años: Namacalathus, descubierto en el 2000 por el grupo de John Grotzinger en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, y Cloudina, descubierto 1972 por Gerard Germs de la Universidad de Ciudad del Cabo, Sudáfrica. Además hay polémicos fósiles de animales de cuerpo blando de esa fecha a la última parte del período Ediacárico, entre 577 y hace 542 millones de años atrás.

Estos fósiles fueron observados por primera vez en la década de los 40 por el geólogo australiano Reginald Sprigg, y la evidencia más antigua hasta la fecha de indiscutidos animales Ediacáricos —organismos llamados Kimberella— fue encontrada en sedimentos de unos 555 millones de años en Australia y Rusia.

El profesor de geociencias de Princeton Adán Maloof y la estudiante graduada Catherine Rose llegaron a los nuevos fósiles mientras trabajaban en un proyecto centrado en la severa edad de hielo que marcó el final del período Criogénico hace 635 millones años.

Sus hallazgos, anunciados en ejemplar del 17 de agosto de la revista Nature Geosciences, proporcionan la primera evidencia directa de que la vida animal existió —y probablemente sobrevivió— antes de la severa situación de la «Tierra bola de nieve«, que se conoce como el episodio glacial Marinoano, que dejó a gran parte de la mundo cubierto de hielo al final del Criogénico.

«Estábamos acostumbrados a encontrar rocas con trocitos de barro incrustado y en un primer momento esto es lo que pensábamos que estábamos viendo», dijo Maloof. «Pero luego notamos estas formas repetidas que estábamos encontrando en todas partes: horquillas, anillos, placas perforadas y yunques. En el segundo año, nos dimos cuenta que habíamos tropezado con algún tipo de organismo, y decidimos analizar los fósiles. Nadie esperaba que fuésemos a encontrar animales que vivieron antes de esa edad de hielo, y como es probable que los animales no evolucionaron dos veces, se enfrentaran con la cuestión de cómo algún pariente de estos animales habitantes de los arrecifes sobrevivió a la Tierra bola de nieve.

Un hallazgo significativo

«Estos científicos han encontrado que los animales pueden haber aparecido en la Tierra 90 millones años antes de lo que se conocía», dijo H. Richard Lane, director de programación de la Dirección de Geociencias de la División de Ciencias de la Tierra de la Fundación Nacional de Ciencias de EEUU, que financió la investigación. «Esto es comparable a reponer los tiempos modernos para ubicarlos durante el Cretácico tardío.»

El análisis de los fósiles resultó más fácil de decir que de hacer, cuando la composición y ubicación de los fósiles hizo que no se los pudiera remover de la roca circundante con las técnicas convencionales, ni se podía tomar imágenes utilizando técnicas de exploración con rayos X. Esto se debe a los rayos X sólo son pueden distinguir entre materiales con diferentes densidades, razón por la cual se los puede usar para obtener imagen de los huesos que están dentro del cuerpo humano o encerrados dentro de una roca. Pero los fósiles esqueletales más antiguos no están hechos de hueso, sino de calcita, el mismo material que compone la roca matriz en la que están inmersos. Por lo tanto no se podían utilizar rayos X para «iluminar» los fósiles recién descubiertos y los investigadores tuvieron que desarrollar y perfeccionar otro método.

Maloof, Rose y sus colaboradores se juntaron con profesionales de Situ Studio, un estudio con base en Brooklyn de diseño y creación digital, para crear modelos digitales tridimensionales de dos fósiles individuales que estaban incrustados en la roca. Como parte del proceso, los miembros del equipo cortaron 50 micrones de la muestra cada vez —cerca de la mitad del grosor de un cabello humano— y fueron fotografiando la superficie expuesta. El equipo fotografió cerca de 500 cortes en la roca.

Utilizando técnicas especiales de software desarrolladas específicamente para este proyecto, los investigadores «apilaron» las trazas tomadas una arriba de la otra para crear un modelo tridimensional completo de la criatura. La técnica es similar a la forma en que la tecnología de escaneo de tomografía computada combina una serie de tomas en dos dimensiones con rayos X para crear una imagen tridimensional del interior del cuerpo. La técnica que se desarrolló sirve para automatizar el proceso, convirtiendo una tarea prohibitivamente extensa en un método eficiente y eficaz para la reconstrucción de fósiles.

«Para Situ Studio, el aspecto más excitante de esta colaboración es que hemos podido emplear con éxito los conocimientos desarrollados en un estudio de arquitectura para ayudar a resolver problemas en un campo totalmente diferente: la aplicación de herramientas de diseño a los problemas espaciales en una escala totalmente diferente», dijo Bradley Samuels, un socio fundador de Situ Studio. «Esto se convirtió en el ejercicio de unir cuerpos diferentes de conocimientos para enfrentar acuciantes preguntas en las geociencias.»

Cuando empezaron el proceso de reconstrucción digital, la forma de algunas de las rebanadas de dos dimensiones hizo que los investigadores sospecharan que podía tratarse del ya descubierto Namacalathus, una criatura con forma de copa con un tallo largo cuerpo cubierto con una bola hueca. Pero su modelo reveló animales de forma irregular, de una escala en centímetros, con una red de canales internos.

Estas criaturas no se veían como Namacalathus.

Después de considerar una variedad de alternativas, los investigadores decidieron que los organismos fósiles se parecían más a esponjas, animales que se alimentan por filtración simple para extraer alimentos del agua que fluye a través de canales especializados en su organismo. Antes de esto, las esponjas fosilizadas más antiguas, y determinadas sin discusión, tenían alrededor de 520 millones de años de antigüedad, lo que las ubica en el periodo Cámbrico.

Pero la evidencia indicaba que las esponjas aparecieron en escena mucho antes en la historia de la Tierra. Por ejemplo, los científicos han llevado a cabo análisis detallados de material genético de una amplia gama de organismos para crear «relojes moleculares» que indican cuánto tiempo lleva en evolución de una especie determinada. De acuerdo con estos relojes, las esponjas existieron millones de años antes del Cámbrico. Esto fue respaldado por el descubrimiento relativamente reciente de biomarcadores lípidos —en esencia, los restos de grasas que han resistido a la degradación durante millones de años— en rocas sedimentarias en Omán de casi la misma edad que las estudiadas por el grupo de Maloof en Australia.

«Durante muchos años, la gran era del hielo Marinoana ha sido un piso infranqueable para el registro fósil de los animales, aunque la mayoría de los relojes moleculares indican una historia más antigua, al menos para las esponjas», dijo el biólogo evolucionista Andrew Knoll, de la Universidad de Harvard, quien no formó parte del equipo de investigación.

«Adam y sus estudiantes están profundizando y han encontrado que hay mucho que llama la atención en las rocas de carbonato pre-glaciales… Estoy convencido de que las estructuras que ha encontrado el grupo de Adam no son simples películas de material, formado y depositado por procesos puramente físicos. Dicho esto, no es fácil estar seguro de lo que son. El grupo de Adam mecionado con cuidado las alternativas biológicas y construye un razonable caso para la interpretación de las estructuras como animales similares a una esponja. Esto debería llevar, al menos, a los paleontólogos a ese sitio a buscar pruebas similares o mejores en otras rocas de edades comparables.»

En investigaciones futuras, Maloof y sus colaboradores intentan perfeccionar la técnica digital de reconstrucción tridimensional para automatizar y aumentar la velocidad del proceso. Esto podría tener un impacto significativo en la paleontología, permitiendo el análisis de miles de fósiles primitivos que actualmente son inaccesibles a las herramientas de la ciencia moderna.

Además de Maloof y Rose, el equipo de investigadores de Princeton incluye al profesor de geociencias Frederik Simons, al ex estudiante postdoctoral Claire Calmet, Nan Yao, el director del Centro de Toma y Análisis de Imagen en el Instituto para la Ciencia y Tecnología de Materiales (PRISM) de Princeton, y el especialista principal de investigación de PRISM Gerald Poirier.
El equipo también incluye a Douglas Erwin de la Institución Smithsoniana y Samuels, Robert Beach, Basar Girit, Wesley Rozen, Sigfus Briedfjord y Aleksey Lukyanov de Situ Studio. El trabajo fue financiado por la National Science Foundation de EEUU.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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