Un equipo de geocientíficos del MIT ha descubierto nuevas evidencias en rocas antiguas que sugieren que algunos de los primeros animales en la Tierra fueron probablemente ancestros de las modernas esponjas marinas. En un estudio publicado en los Proceedings of the National Academy of Sciences, los investigadores han identificado “fósiles químicos” que podrían haber sido dejados por esponjas ancestrales en rocas con más de 541 millones de años de antigüedad.
Estos fósiles químicos son tipos especiales de esteroides, conocidos como estaranes, que son la forma geológicamente estable de los esteroles, como el colesterol, presentes en las membranas celulares de organismos complejos. Los científicos rastrearon estos estaranes hasta una clase de esponjas marinas llamadas demospongias, que hoy en día se presentan en una gran variedad de tamaños y colores y habitan los océanos como filtradores blandos. Es posible que sus contrapartes antiguas compartieran características similares.
“No sabemos exactamente cómo lucían estos organismos en aquel entonces, pero sin duda vivían en el océano, eran de cuerpo blando y presumimos que no tenían un esqueleto de sílice”, afirma Roger Summons, profesor emérito de Geobiología en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.
Evidencia sólida sobre los orígenes animales
El descubrimiento del equipo ofrece evidencia contundente de que los ancestros de las demospongias fueron algunos de los primeros animales en evolucionar, y lo hicieron mucho antes que otros grupos importantes de animales en la Tierra. Los autores del estudio incluyen a Lubna Shawar, autora principal y ex becaria postdoctoral del MIT EAPS, quien ahora es científica investigadora en Caltech, junto con Gordon Love (Universidad de California en Riverside), Benjamin Uveges (Universidad Cornell), Alex Zumberge (GeoMark Research), Paco Cárdenas (Universidad de Uppsala) y José-Luis Giner (State University of New York College of Environmental Science and Forestry).
Este nuevo estudio se basa en hallazgos previos reportados por el grupo en 2009. En esa ocasión, identificaron los primeros fósiles químicos que parecían derivar de esponjas antiguas al analizar muestras rocosas provenientes de un afloramiento en Omán. Encontraron una sorprendente abundancia de estaranes que determinaron eran remanentes preservados de esteroles con 30 carbonos (C30) —una forma rara de esteroide— posiblemente derivados de esponjas marinas antiguas.
Nuevas conclusiones sobre la química antigua
Los estaranes fueron hallados en rocas muy antiguas formadas durante el Período Ediacarense, que abarca desde aproximadamente 541 millones hasta unos 635 millones de años atrás. Este período tuvo lugar justo antes del Cámbrico, cuando la Tierra experimentó una explosión global repentina y masiva de vida multicelular compleja. El descubrimiento sugiere que las esponjas antiguas aparecieron mucho antes que la mayoría de las formas multicelulares y pudieron ser uno de los primeros animales del planeta.
A pesar del impacto inicial del estudio, surgieron hipótesis alternativas para explicar el origen de los estaranes C30, sugiriendo que podrían haberse generado a partir de otros grupos orgánicos o procesos geológicos no vivos. Sin embargo, el nuevo estudio refuerza la hipótesis anterior al identificar un nuevo fósil químico en las mismas rocas precámbricas que casi con certeza tiene un origen biológico.
Los investigadores continuaron buscando fósiles químicos en rocas del Período Ediacarense obteniendo muestras a partir de núcleos perforados y afloramientos ubicados en Omán, India occidental y Siberia. Analizaron las rocas para detectar firmas químicas relacionadas con estaranes.
Análisis detallado y síntesis química
“No eres un eucariota si no tienes esteroles o lípidos similares”, explica Summons. La estructura básica del esterol consiste en cuatro anillos carbonosos fusionados; además pueden añadirse cadenas laterales adicionales dependiendo del organismo. Por ejemplo, el colesterol humano contiene 27 átomos de carbono mientras que los esteroles vegetales generalmente tienen 29.
“Es muy inusual encontrar un esterol con 30 carbonos”, señala Shawar. El fósil químico identificado anteriormente era precisamente un esterol con 30 carbonos. Además, se determinó que este compuesto podía sintetizarse gracias a la presencia de una enzima distintiva codificada por un gen común a las demospongias.
En su nuevo estudio, el equipo se centró también en la química relacionada con estos compuestos y descubrió que el mismo gen derivado podría producir un esterol aún más raro con 31 carbonos (C31). Al analizar sus muestras rocosas para detectar estaranes C31, encontraron una sorprendente abundancia junto con los mencionados C30.
Nuevos horizontes para la investigación sobre esponjas
"Estos estaranes especiales siempre estuvieron allí", dice Shawar. "Solo necesitábamos hacer las preguntas correctas para buscarlos y comprender realmente su significado". También obtuvieron muestras modernas de demospongias analizando sus esteroles C31, confirmando su presencia como precursores biológicos encontrados en las rocas antiguas.
A medida que continúan su investigación sobre estas señales químicas confiables asociadas a esponjas antiguas, planean buscar fósiles químicos similares en otras regiones del mundo. Hasta ahora solo pueden afirmar que los sedimentos y las esponjas se formaron durante el Período Ediacarense; sin embargo, más muestras les permitirán acotar cuándo comenzaron a formarse algunos de los primeros animales.
Esta investigación fue apoyada parcialmente por el Fondo Crosby del MIT, el programa Distinguido Postdoctoral Fellowship, la Colaboración Simons sobre los Orígenes de la Vida y el Programa Exobiología NASA.
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