Hace 800 millones de años, la Tierra era más diversa de lo que se imaginaba

De acuerdo con un artículo publicado en la revista PNAS por científicos brasileños, distintos linajes de amebas y de antepasados de las plantas, las algas y los animales ya se habían afianzado durante el período Neoproterozoico y resistieron a los dos eventos de glaciación que congelaron el planeta en ese entonces

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Hace 800 millones de años, mucho antes de la formación del supercontinente conocido con el nombre de Pangea, la Tierra era más diversa de lo que sugiere la teoría clásica. Al reconstituir el árbol de la vida con base en la historia evolutiva de las amebas y posteriormente de los antepasados de las algas, los hongos, las plantas y los animales, científicos brasileños lograron generar un escenario con diversos linajes de distintas especies que habitaban el planeta durante aquel período.

Estos descubrimientos, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), indican que diversos linajes de eucariontes o eucariotas (los seres vivos cuyas células poseen núcleos delimitados) surgidos hace 1.500 millones de años se diversificaron y se afianzaron durante el evento de oxigenación del Neoproterozoico, hace 800 millones de años, cuando la geoquímica planetaria hizo posible la oxigenación profunda de los océanos.

El estudio muestra también que la diversidad de amebas y antepasados de las plantas, las algas, los hongos y los animales perduró incluso al período Criogénico (hace entre 790 y 635 millones de años), durante el cual hubo dos eventos de glaciación, cuando el hielo de los polos cubrió todo el planeta por alrededor de 100 millones de años (un fenómeno conocido con el nombre de ‘Tierra bola de nieve’).

“El paradigma que teníamos para el Neoproterozoico indicaba que no había casi nada en el planeta, solamente alguna que otra especie de bacteria y protista. Pero durante los últimos 15 años se han identificado fósiles de seres unicelulares, eucariontes y heterotróficos [que no producen su propio alimento] en diversos lugares del planeta. Estos fósiles datan de alrededor de 800 millones de años [y se los denomina fósiles tónicos]. Todo esto se une a nuestro estudio, que reconstituyó el árbol de la vida y, mediante probabilística, identificó diversos linajes nítidamente establecidos de antepasados de amebas, animales, hongos y plantas hace 800 millones de años. Esto cambia sobremanera nuestra comprensión acerca sobre cómo transcurrió la diversificación de la vida en la Tierra”, comenta Daniel Lahr, docente del Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP) y autor sénior del artículo.

De este modo, este trabajo anticipa en alrededor 260 millones de años los eventos de diversificación masiva en el planeta, es decir, mucho antes de la llamada revolución del período Cámbrico, acaecida hace 540 millones de años, cuando hubo una inexplicable explosión de nuevas especies pluricelulares. Durante dicho período, la Tierra –habitada por seres tales como los trilobites, los braquiópodos y graptolitos– ya exhibía un clima moderado, húmedo y sin formaciones de hielo que pudiesen caracterizarse como glaciares.

“Aun con todas las alteraciones climáticas acaecidas en el Neoproterozoico, la diversidad de los eucariontes perduró, lo que muestra un poder de adaptación superior al esperable. Esto es importante, pues nuestro trabajo de reconstitución de los árboles filogenéticos sirve también de base para la concreción de estudios de reconstrucción paleoclimática”, comenta.

“Algo inusitado consiste en que todas las amebas Arcellinida de ese tiempo eran de agua salada, y actualmente todas tienen sus hábitats en agua dulce. Se trata de un cambio que es común en el transcurso de la historia de la Tierra, pero que en el caso de estas amebas ocurrió con todos los linajes. Esto constituye una vez más una muestra de la capacidad de adaptación de esos seres vivos”, afirma Lahr.

En este trabajo, los investigadores aplicaron técnicas innovadoras para reconstruir el árbol de relaciones de parentesco (filogenética) de las tecamebas (Arcellinida), y con base en ello ajustaron el árbol de la vida, al identificar ancestrales de plantas, hongos, algas y animales, por ejemplo.

“La base para diseñar esta reconstitución la suministraron las tecamebas. A partir de ese trabajo, fuimos logrando visualizar la existencia de otros seres vivos que precederían a otros grupos y que también estarían presentes y diversificados durante ese período de la Tierra, hace 800 millones de años”, le explica Lahr a Agência FAPESP.

Cabe destacar que las tecamebas constituyen el grupo más grande del clado (el conjunto de organismos originados a partir de un antepasado común) Amoebozoa, un gran linaje de seres que se desplazan mediante proyecciones celulares denominadas pseudópodos. Un estudio anterior del grupo de la USP permitió estructurar el árbol molecular de las tecamebas (lea más en: agencia.fapesp.br/29949).

“Con ayuda de la matemática probabilística, logramos determinar la morfología de las tecamebas ancestrales [partiendo de datos genéticos de especies que viven actualmente en la Tierra] para luego compararla con la morfología de los fósiles. En este estudio, identificamos linajes ancestrales de las tecamebas y una mayor diversificación de estos organismos en el Neoproterozoico”, informa Lahr.

En el estudio publicado en PNAS, los científicos avanzaron en la compresión acerca de cómo era el planeta hace 800 millones de años basándose en el empleo de estos linajes de tecamebas como puntos de ajuste o calibrado del árbol de la vida con relación a plantas, algas, hongos, animales y sus antepasados. Esta investigación contó con el apoyo de la FAPESP en la modalidad Ayuda de Investigación – Regular y mediante una beca doctoral.

“Con base en esta ampliación del árbol de la vida, fue posible arribar a interesantes descubrimientos referentes a un período de la historia del planeta que aún era muy oscuro. Con el ajuste del árbol basado en el estudio filogenético de las tecamebas, logramos duplicar la cantidad de información sobre los eucariontes en el Neoproterozoico. Nuestros datos muestran que en ese momento fue cuando empezó a surgir una gran diversidad de linajes: uno de ellos es el de los animales, otro el de los hongos, y posiblemente también el de las plantas”, dice el investigador.

Tal como lo explica Lahr, este trabajo se basa en una técnica innovadora denominada single-cell transcriptomics o transcriptómica de células individuales, que, como su nombre lo indica, permite secuenciar el transcriptoma completo de una única célula (un ser unicelular). El transcriptoma es la parte del genoma que está expresándose y su secuenciación les permite a los científicos retroceder en el linaje evolutivo para identificar especies que vivieron en el pasado.

“Antes de esta técnica, solamente era posible obtener el transcriptoma de seres vivos unicelulares que viven en cultivo, es decir, menos de un 1 % de la diversidad de los microorganismos. Con base en esta innovación, fuimos estructurando la filogenia del grupo de las tecamebas en general. Es un grupo muy diverso y se muestra interesante para iluminar esos períodos de la historia de la Tierra, pues existen registros fósiles con los cuales podemos efectuar comparaciones. Al margen de ello, en el árbol de la vida, las amebas se ubican más cerca de los animales de lo que éstos se encuentran con respecto a las plantas, lo que nos permitió efectuar ajustes importantes”, dice.

Puede leerse el artículo intitulado Amoebozoan testate amoebae illuminate the diversity of heterotrophs and the complexity of ecosystems throughout geological time en el siguiente enlace: www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2319628121.