Diversa vida microbiana existió en la Tierra hace al menos 3.750 millones de años, sugiere un nuevo estudio dirigido por investigadores de la UCL que desafía la visión convencional de cuándo comenzó la vida.
Para el estudio, publicado en Science Advances, el equipo de investigación analizó una roca del tamaño de un puño de Quebec, Canadá, que se estima tiene entre 3750 y 4280 millones de años. En un artículo anterior de Nature, el equipo encontró pequeños filamentos, protuberancias y tubos en la roca que parecían haber sido producidos por bacterias.
Sin embargo, no todos los científicos estuvieron de acuerdo en que estas estructuras, que datan de unos 300 millones de años antes de lo que se acepta más comúnmente como el primer signo de vida antigua, fueran de origen biológico.
Ahora, después de un extenso análisis adicional de la roca, el equipo descubrió una estructura mucho más grande y más compleja, un tallo con ramas paralelas en un lado que mide casi un centímetro de largo, así como cientos de esferas distorsionadas o elipsoides, junto con el tubos y filamentos.
Los investigadores dicen que, si bien es posible que algunas de las estructuras se hayan creado a través de reacciones químicas aleatorias, lo más probable es que el tallo “en forma de árbol” con ramas paralelas sea de origen biológico, ya que no se ha encontrado ninguna estructura creada solo a través de la química como esta.
El equipo también proporcionó evidencia de cómo las bacterias obtuvieron su energía de diferentes maneras. Encontraron subproductos químicos mineralizados en la roca que son consistentes con microbios antiguos que vivían de hierro, azufre y posiblemente también de dióxido de carbono y luz a través de una forma de fotosíntesis que no involucraba oxígeno.
Estos nuevos hallazgos, según los investigadores, sugieren que una variedad de vida microbiana pudo haber existido en la Tierra primordial, potencialmente tan solo 300 millones de años después de la formación del planeta.
El autor principal, el Dr. Dominic Papineau (Ciencias de la Tierra de UCL, Centro de Nanotecnología de UCL Londres, Centro de Ciencias Planetarias y Universidad de Geociencias de China) dijo: “Usando muchas líneas de evidencia diferentes, nuestro estudio sugiere fuertemente que existían varios tipos diferentes de bacterias en la Tierra hace entre 3.750 y 4.280 millones de años”.
“Esto significa que la vida podría haber comenzado apenas 300 millones de años después de que se formó la Tierra. En términos geológicos, esto es rápido, aproximadamente un giro del Sol alrededor de la galaxia”.
“Estos hallazgos tienen implicaciones para la posibilidad de vida extraterrestre. Si la vida emerge relativamente rápido, dadas las condiciones adecuadas, esto aumenta la posibilidad de que exista vida en otros planetas”.
Para el estudio, los investigadores examinaron rocas del Nuvvuagittuq Supracrustal Belt (NSB) de Quebec que el Dr. Papineau recolectó en 2008. El NSB, que alguna vez fue un trozo de lecho marino, contiene algunas de las rocas sedimentarias más antiguas conocidas en la Tierra, que se cree que se depositaron cerca de un sistema de respiraderos hidrotermales, donde las grietas en el lecho marino dejan pasar aguas ricas en hierro calentadas por el magma.
El equipo de investigación cortó la roca en secciones tan gruesas como el papel (100 micrones) para observar de cerca las diminutas estructuras similares a fósiles, que están hechas de hematita, una forma de óxido de hierro u óxido, y recubiertas de cuarzo. Estas rebanadas de roca, cortadas con una sierra con incrustaciones de diamantes, eran más del doble de gruesas que las secciones anteriores que habían cortado los investigadores, lo que permitió al equipo ver estructuras de hematites más grandes en ellas.
Compararon las estructuras y composiciones con fósiles más recientes, así como con bacterias oxidantes de hierro ubicadas cerca de los sistemas de ventilación hidrotermal en la actualidad. Encontraron equivalentes modernos a los filamentos retorcidos, estructuras ramificadas paralelas y esferas distorsionadas (elipsoides irregulares), por ejemplo, cerca del volcán submarino Loihi cerca de Hawái, así como otros sistemas de ventilación en los océanos Ártico e Índico.
Además de analizar los especímenes de roca bajo varios microscopios ópticos y Raman (que miden la dispersión de la luz), el equipo de investigación también recreó digitalmente secciones de la roca usando una supercomputadora que procesó miles de imágenes de dos técnicas de imágenes de alta resolución. La primera técnica fue micro-CT, o microtomografía, que utiliza rayos X para observar la hematites dentro de las rocas. El segundo fue un haz de iones enfocado, que raspa minúsculos, 200 nanómetros de espesor, rebanadas de roca, con un microscopio electrónico integrado que toma una imagen entre cada rebanada.
Ambas técnicas produjeron montones de imágenes que se utilizaron para crear modelos tridimensionales de diferentes objetivos. Los modelos tridimensionales permitieron a los investigadores confirmar que los filamentos de hematites eran ondulados y retorcidos, y contenían carbono orgánico, que son características compartidas con los microbios comedores de hierro de la actualidad.
En su análisis, el equipo concluyó que las estructuras de hematites no podrían haberse creado a través de la compresión y el calentamiento de la roca (metamorfismo) durante miles de millones de años, y señaló que las estructuras parecían estar mejor conservadas en cuarzo más fino (menos afectadas por el metamorfismo). ) que en el cuarzo más grueso (que ha sufrido más metamorfismo).
Los investigadores también observaron los niveles de elementos de tierras raras en la roca cargada de fósiles y descubrieron que tenían los mismos niveles que otros especímenes de rocas antiguas. Esto confirmó que los depósitos del fondo marino eran tan antiguos como las rocas volcánicas circundantes, y no infiltraciones impostoras más jóvenes como algunos han propuesto.
Antes de este descubrimiento, los fósiles más antiguos informados anteriormente se encontraron en Australia Occidental y datan de 3460 millones de años, aunque algunos científicos también han cuestionado su condición de fósiles, argumentando que no son de origen biológico.
