Por los escritores del grupo de Comunicaciones de la Ciencia.

Los remanentes fosilizados de una alfombra microbiana han proporcionado evidencias de que la vida existió hace 2.6 a 2.7 mil millones de años en la Tierra. Los hallazgos sugieren que una atmósfera de oxígeno y una capa protectora de ozono, se encontraban ya ubicadas alrededor de la Tierra en aquél tiempo.|

Hasta muy recientemente, los científicos creyeron que la vida en la Tierra había surgido hace unos 1.2 mil millones de años. En Octubre del 1999, el Dr. Hiroshi Ohmoto del Instituto de Astrobiología de la NASA, movió esa fecha hacia atrás en un mil millones de años al descubrir formaciones de rocas de 2.3 mil millones de años, llamadas lateritas. Hoy en día, el descubrimiento de esterillas microbianas fosilizadas de 2.6 mil millones de años, entremezcladas con tierra, ha empujado más hacia atrás la fecha.

Un equipo de científicos descubrió los fósiles en unas muestras encontradas en una mina en Sud Africa, que contenían una capa de tierra rica en hierro, combinada con microorganismos fosilizados. Esta capa de formación se encontraba incrustada entre dos capas de roca, la inferior fijada en 2.7 mil millones de años y la superior en 2.6 mil millones de antigüedad.

“Por consiguiente, la edad de formación de la tierra y del desarrollo de la misma se estima entre los 2.6 y 2.7 mil millones de años, quizás más cercana a los 2.6”, dice Ohmoto.

El equipo científico que hizo el descubrimiento incluía a Nick Beukes de la Universidad de Rand Afrikaans en Johannesburg, Sud Africa; Yumiko Watanabe, un estudiante titulado de la Universidad del Penn State; Ohmoto, quien es profesor de geociencias y director del centro de Investigaciones de Astrobiología de Penn State; y otros científicos.

Las esteras microbianas (biomats), son agregados de microorganismos compuestos principalmente de bacteria y de algas. Pueden crecer en un variado número de medios: mares poco profundos, lagos, estanques, ríos y en suelos terrosos. Debido a que estos se forman únicamente en la tierra, sin embargo, la presencia de estos microorganismos entremezclados con el suelo, significa que la vida debió de haber emergido del mar hacia la tierra al menos unos 2.6 mil millones de años atrás.

Este hallazgo es sorprendente porque contradice lo que muchos científicos creen respecto de cuando se iniciaron las condiciones de vida que se creen necesarias para que esta se hubiese iniciado en la tierra. Generalmente se está de acuerdo que la vida en tierra no fue posible hasta que el oxígeno se desarrolló en la atmósfera terrestre para crear una capa protectora de ozono.

El ozono forma una pantalla protectora contra la radiación ultravioleta, la cual puede matar toda la vida terrestre. Muchos científicos creen que no existió suficiente oxígeno en la atmósfera de la Tierra para formar una capa de ozono hasta hace unos 2.2 mil millones de años, o sea 400 millones de años más tarde que el punto del tiempo cuando, según Ohmoto, la vida estaba floreciendo en la tierra.

Cuando las esteras microbianas se desarrollan en el suelo, generalmente conllevan a la formación de lateritas que son capas de suelo enriquecidas con óxidos de hierro. Estas capas se forman cuando los seres vivos se descomponen. Los ácidos orgánicos resultantes separan al hierro de las capas superiores del sustrato y lo depositan como óxidos en las capas de suelo inferiores (lixiviación). Este proceso crea tres bandas distintas de suelo – una capa rica en hierro intercalada entre dos capas deficientes de hierro.

Las lateritas de hoy día se forman principalmente en los trópicos, en donde se encuentran grandes cantidades de material en descomposición rápida.

“Las bioesteras fosilizadas de hace 2.6 mil millones de años no son verdaderas lateritas”, apunta Ohmoto, “pero ocurren conjuntamente con los minerales ricos en hierro que representan una fase temprana en la formación de lateritas.”

Las lateritas nos proporcionan una evidencia directa de una atmósfera rica en oxígeno, pero sólo nos dan una evidencia indirecta de los organismos básicos del suelo. “Algunas gentes pueden discutir que la lixiviación del hierro puede ocurrir por procesos no relacionados con los organismos y sus productos,” dice Ohmoto.

De igual manera, las esteras microbianas del suelo, proporcionan una evidencia directa de la presencia de vida sustentada en tierra, pero solamente nos dan una evidencia indirecta de una atmósfera lo suficientemente rica en oxígeno como para producir una capa protectora de ozono. Algunos investigadores sugieren que las alfombras microbiales pueden ser capaces de desarrollarse en tierra sin necesidad de un escudo de ozono.

Pero, Ohmoto razona, la combinación de minerales ricos en hierro y las esteras microbiales fosilizadas en rocas, datadas en 2.6 mil millones de años prueban doblemente que el oxígeno debió de estar presente en la atmósfera de la Tierra y de que la vida debió de estar igualmente presente en el suelo en aquél tiempo.

“Por supuesto que la vida terrestre en aquél entonces era más del tipo de alfombras bacterianas que no de robles o mamíferos” dice Ohmoto.

Ohmoto no se muestra sorprendido de encontrar evidencia de vida sustentada en el suelo en una etapa tan temprana en la historia de la Tierra.

“Al igual que muchas otras personas, yo me influencié erróneamente del concepto aceptado respecto de la invasión de animales del mar hacia la tierra”, dice Ohmoto. “ Es decir, las esteras microbianas se movieron de las costas a la tierra, al estilo de los animales anfibios. Sin embargo, yo ahora creo que el transporte de microbios del océano hacia la tierra y viceversa, se ha llevado a cabo principalmente por el viento: el movimiento de las olas oceánicas conteniendo microbios y la arena de igual manera son transportados globalmente por el viento”.

Debido a este proceso, Ohmoto cree que las comunidades microbianas en todos los continentes tendrían características similares.

Las esteras microbiales de 2.6 mil millones de años sólo pueden ser calculadas indirectamente, determinando la edad de las rocas que se encuentran por encima y por debajo de ellas. “No hay una forma de establecer directamente la edad de los fósiles de las esteras microbiales de más de un millón de años”, dice Ohmoto. “Las edades, sin embargo, pueden determinarse en los minerales que albergan biomats, o en las rocas que se entremezclan en el horizonte terrestre.”

El establecer fechas de esteras microbiales o de lateritas no es tan difícil como llegar a encontrarlas. De acuerdo con Ohmoto, uno de los mayores problemas en el proceso de establecer fechas es el de encontrar capas de suelo aún intactas entre dos capas de rocas capaces de fecharse. Debido a que la Tierra tiene una geología tan activa, es extremadamente difícil el encontrar estas capas intercaladas de forma intacta.

“Debido a las capas tectónicas que causan un predominio sobre las rocas de la corteza del manto, en especial las formadas bajo ciertas condiciones paleogeográficas, hacen que se vuelva más difícil poder encontrar rocas más viejas de una manera que disminuye exponencialmente” a través del tiempo, dice Ohmoto.

Ohmoto y su equipo de trabajo han comenzado ha hacer investigaciones en paleosoles (capas antiguas de tierra enterrada) de 2.7 mil millones de años en Australia y de 2.9 mil millones de antigüedad en paleosoles en Ontario, Canadá. Ohmoto espera reconstruir eventualmente una historia más exacta de la evolución del oxígeno atmosférico y su relación con la evolución de la biosfera.

“Una meta a largo plazo es la de entender la conexión existente entre la evolución del medio ambiente y la evolución biológica.” El dice.

Conociendo las reglas básicas de la evolución – tales como la forma como se desarrollan las especies o como afecta el medio ambiente a las especies a través del tiempo – puede ayudar a los científicos a estudiar los fósiles Precámbricos de los que no se conoce ningún semejante moderno. Los astrobiólogos pueden usar igualmente este conocimiento como una guía en la búsqueda de vida en otros mundos.

¿Cuál es el siguiente paso?

A medida que continuamos buscando vida en otras partes del Universo, nuevos descubrimientos acerca de la evolución de la vida en la Tierra iluminarán nuestras percepciones respecto de la Astrobiología. Mientras que los geólogos aún se debaten acerca de cuando aparecieron suficientes cantidades de oxígeno en la atmósfera terrestre, estas lateritas sugieren que el oxígeno abundaba al menos hace 2.6 mil millones de años. Ohmoto piensa que las investigaciones de rocas más antiguas que 3.5 mil millones de años, podrían darnos aún más respuestas a esa pregunta en el futuro.