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Moléculas de esteroides antiguas encontradas en 1.64 mil millones de años

May 08, 2023May 08, 2023

Henrik5000/iStock

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Mucho antes de los humanos antiguos, la Tierra estaba poblada en gran parte con formas de vida microbiana en tiempos prehistóricos. Y ahora, los científicos han rastreado un antiguo registro de la vida eucariota en la Tierra.

Para empezar, los eucariotas son un grupo diverso de organismos con núcleos en sus células. Es un término amplio que se refiere al "reino de la vida", que incluye todos los animales, plantas y algas. Se estima que los eucariotas han existido durante más de 2 mil millones de años.

Un equipo de investigadores ha descubierto un registro molecular único de eucariotas. Encontrar fósiles de eucariotas tempranos puede ayudar a comprender mejor las condiciones que subyacen a la evolución de formas de vida complejas.

En rocas antiguas, descubrieron un nuevo tipo de esteroide, que son compuestos orgánicos biológicamente activos. Se conoce como protoesteroides.

Este descubrimiento sugiere que la vida eucariótica compleja fue abundante durante la Edad Media de la Tierra. Incluso verifica la hipótesis del premio Nobel Konrad Bloch sobre la presencia de compuestos esteroides antiguos.

Los fósiles de antiguos organismos eucariotas son escasos, pero los investigadores postularon que podría haber algunos rastros de fósiles moleculares en las rocas.

Los investigadores descubrieron moléculas de protoesteroides en estratos sedimentarios del Proterozoico medio en la Formación Barney Creek de Australia. Estas rocas datan de hace 1.640 millones de años.

La Universidad Nacional de Australia

Los hallazgos respaldaron el dominio de los primeros eucariotas en los hábitats acuáticos desde hace al menos 800 a 1600 millones de años.

"Casi todos los eucariotas biosintetizan esteroides, como el colesterol que producen los humanos y la mayoría de los otros animales", dijo Benjamin Nettersheim de MARUM, Universidad de Bremen, y uno de los primeros autores de este estudio, en un comunicado oficial.

Nettersheim agrega: "Debido a los efectos potencialmente adversos para la salud de los niveles elevados de colesterol en los seres humanos, el colesterol no tiene la mejor reputación desde una perspectiva médica. Sin embargo, estas moléculas de lípidos son partes integrales de las membranas de las células eucariotas donde ayudan en una variedad de funciones fisiológicas". funciones Al buscar esteroides fosilizados en rocas antiguas, podemos rastrear la evolución de una vida cada vez más compleja".

Pero, ¿cómo encontraron los científicos este nuevo tipo de molécula en rocas antiguas? Es, después de todo, un proceso bastante difícil.

Los investigadores comenzaron experimentando con varias estrategias para convertir los esteroides modernos conocidos en sus homólogos fosilizados. Esto mejoró su comprensión de qué buscar.

"Una vez que conocimos nuestro objetivo, descubrimos que docenas de otras rocas, tomadas de vías fluviales de miles de millones de años en todo el mundo, rezumaban moléculas fósiles similares", dijo Jochen Brocks, primer autor de este estudio de la Universidad Nacional de Australia ( ANU).

Después de identificar el objetivo, los científicos utilizaron un láser para observar rocas antiguas, mientras que un espectrómetro de masas de ultra alta resolución se empleó para detectar las moléculas.

Los autores destacan que los productos metabólicos de las cianobacterias y las primeras algas eucariotas comenzaron a llenar la atmósfera terrestre con oxígeno hace unos cientos de millones de años.

Poco después de que ocurriera el evento frío "Tierra bola de nieve" y las comunidades de protosterol comenzaron a desaparecer del globo. El último ancestro común de todos los eucariotas vivos pudo haber vivido hace 1200 a 1800 millones de años.

Es posible que el último ancestro común de todos los eucariotas existentes viviera hace 1200 a 1800 millones de años. Sus descendientes evolucionaron para adaptarse al calor, el frío y los rayos ultravioleta, y finalmente desplazaron a sus antepasados.

Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature.

Resumen del estudio:

La vida eucariótica parece haber florecido sorprendentemente tarde en la historia de nuestro planeta. Este punto de vista se basa en la baja diversidad de fósiles eucariotas de diagnóstico en sedimentos marinos de la edad proterozoica media (alrededor de 1600 a 800 millones de años) y la ausencia de esteranos, los fósiles moleculares de los esteroles de membrana eucariota. Esta escasez de restos eucariotas es difícil de conciliar con los relojes moleculares que sugieren que el último ancestro común eucariota (LECA) ya había surgido hace entre unos 1.200 y más de 1.800 millones de años. LECA, a su vez, debe haber sido precedida por formas eucarióticas del grupo troncal por varios cientos de millones de años3. Aquí reportamos el descubrimiento de abundantes protoesteroides en rocas sedimentarias de la edad proterozoica media. Estos compuestos primordiales habían pasado desapercibidos anteriormente porque sus estructuras representan intermediarios tempranos de la ruta biosintética de esteroles moderna, como predijo Konrad Bloch4. Los protoesteroides revelan una 'biota de protosterol' ecológicamente prominente que estuvo extendida y abundante en ambientes acuáticos desde hace al menos 1.640 hasta alrededor de 800 millones de años y que probablemente comprendía bacterias antiguas productoras de protosterol y eucariotas del grupo de tallos de ramificación profunda. Los eucariotas modernos comenzaron a aparecer en el período Tonian (hace 1.000 a 720 millones de años), alimentados por la proliferación de algas rojas (rodófitas) hace unos 800 millones de años. Esta 'transformación toniana' emerge como uno de los puntos de inflexión ecológicos más profundos en la historia de la Tierra.

Resumen del estudio: