1.6 mil millones de años de edad fósiles de esteroides sugieren un mundo perdido de vida microbiana.

Los fósiles moleculares encontrados en antiguas rocas sedimentarias han revelado un mundo perdido de eucariotas primitivos que dominaron los ecosistemas acuáticos desde al menos 1.6 mil millones hasta 800 millones de años atrás.

Los hallazgos, publicados el 7 de junio en Nature, provienen de análisis de laboratorio de muestras de rocas de todo el mundo que revelaron restos de compuestos primitivos llamados protosteroides. La mayoría de estas moléculas, que se forman durante el proceso de creación de esteroides, fueron producidas probablemente por eucariotas primordiales, formas de vida relativamente complejas que hoy en día incluyen animales, plantas, algas y hongos, según los investigadores.

Casi todos los eucariotas producen moléculas llamadas esteroides, como el colesterol, que son componentes cruciales de las membranas celulares. Los esteroides no se degradan fácilmente y sus restos pueden ser detectados en rocas sedimentarias como fósiles moleculares.

El último ancestro común de todos los eucariotas vivió hace alrededor de 1.2 mil millones a más de 1.8 mil millones de años. Pero los científicos saben casi nada sobre la abundancia, ecología y hábitats de esos primeros microorganismos. Los fósiles moleculares y físicos de eucariotas datados a hace 800 millones de años han sido encontrados. Pero más atrás en el tiempo, sus fósiles físicos se vuelven escasos y los fósiles moleculares de los esteroides se vuelven indetectables. La existencia de protosteroides había sido predicha pero no estaba claro cómo se verían, o si incluso podrían ser detectados, hasta que los investigadores encontraron una manera de recrear esas huellas moleculares en el laboratorio.

"Este estudio explica por qué no vemos huellas de estos tipos en las rocas, ya que los investigadores buscaban lo equivocado", dice la bióloga Laura Katz, de Smith College en Northampton, Massachusetts, que no participó en el nuevo trabajo. "Llena un vacío en los registros fósiles."

La falta de fósiles obvios de eucariotas antes de hace 800 millones de años llevó a los científicos a especular que el ecosistema en ese momento estaba dominado por bacterias. Alternativamente, los eucariotas primordiales simplemente podrían haber carecido de fuerza en números para dejar restos de esteroides detectables.

Algunos científicos tenían una explicación diferente: ¿qué pasaría si alguna molécula intermedia en la vía química que produce esteroides modernos fuera en realidad el producto final del proceso en eucariotas primordiales? Esta teoría había sido propuesta por el bioquímico Konrad Bloch, quien ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1964 por descubrir la vía biosintética del colesterol.

Para probar esto, el geoquímico Jochen Brocks de la Universidad Nacional de Australia en Canberra y colegas maduraron artificialmente moléculas fabricadas en los primeros pasos de la biosíntesis de esteroides, incluyendo lanosterol y cicloartenol. Eso reveló cómo se verían los fósiles moleculares de los compuestos. Entonces los investigadores buscaron estos fósiles en betunes parecidos al alquitrán y aceites extraídos de rocas antiguas de todo el mundo.

Los investigadores descubrieron un diluvio de protosteroides en muestras que van desde ambientes de agua profunda hasta relativamente poco profunda. La muestra más antigua, que data de hace 1.6 mil millones de años, procede de la Formación Barney Creek en Australia.

"Uno de los mayores enigmas de la evolución temprana es por qué nuestros altamente capaces ancestros eucariotas no llegaron a dominar los antiguos cursos de agua del mundo. ¿Dónde se escondían?" dice Benjamin Nettersheim, geobiólogo de la Universidad de Bremen en Alemania. "Mostramos que los microorganismos productores de protosteroides se escondían a simple vista y de hecho eran abundantes en los antiguos océanos y lagos del mundo todo el tiempo."

Aunque la mayoría de las bacterias producen una molécula diferente, llamada hopanoides, algunas bacterias también tienen las herramientas químicas para iniciar la producción de protosteroides. Pero estas bacterias existen en entornos de nicho, como filtraciones de metano y respiraderos hidrotermales. Y sus huellas moleculares no se han encontrado en sedimentos más antiguos que 800 millones de años, lo que lleva a los investigadores a concluir que los eucariotas dominaron los antiguos ecosistemas.

"Konrad Bloch estaría encantado, si hubiera vivido, al ver esto", dice el geobiólogo del MIT Roger Summons, quien no participó en el estudio. "Este artículo ha confirmado elegantemente su predicción de que los precursores biosintéticos del colesterol reflejan la búsqueda de la vida antigua por la mejora". (Bloch murió en 2000.)

La fabricación de estos precursores de esteroides requiere menos oxígeno y energía, por lo que eso podría haber dado a los eucariotas primordiales una ventaja en sobrevivir en las duras condiciones de baja concentración de oxígeno de la Tierra temprana, proponen los investigadores.

“If true, [this study] suggests that we may be able to examine the stepwise evolution of eukaryotes at [an] unprecedented level of detail,” says evolutionary biologist Yosuke Hoshino of the GFZ German Research Centre for Geosciences in Potsdam, who was not involved in the study. “This is such a great opportunity to understand the evolution of complex life, which biologists have always dreamed of.”

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