Geocientíficos arrojan luz sobre la evolución de la vida compleja

AGENCIA ID -EL SIE7E

Un nuevo estudio realizado por geocientíficos de Virginia Tech arroja luz sobre la evolución de la vida hace 800 millones de años, según publican en la revista ‘Science Advances’.

Los hallazgos del equipo revelan un aumento del nitrógeno biológicamente disponible durante la época en que los eucariotas marinos –organismos cuyas células tienen un núcleo– se convirtieron en dominantes. Las células eucariotas complejas evolucionaron hasta convertirse en organismos pluricelulares y se les atribuye el inicio de una nueva era para la vida en la Tierra, incluidos los animales, las plantas y los hongos. «Donde nos encontramos hoy, con la vida tal como es en el planeta, es la suma total de todos los acontecimientos que sucedieron en el pasado –explica en un comunicado Ben Gill, profesor asociado de geoquímica sedimentaria y coautor del estudio–. Y éste es un acontecimiento clave en el que pasamos de ecosistemas dominantemente procariotas a eucariotas. Si eso no hubiera ocurrido, hoy no estaríamos aquí», asegura. Las investigaciones anteriores se centraron en el papel del fósforo en el surgimiento de los eucariotas, pero Junyao Kang, estudiante de doctorado del Departamento de Geociencias y autor principal del artículo, sentía curiosidad por saber qué papel desempeñó el nitrógeno en este acontecimiento.

«Estos datos son únicos porque prácticamente no existen datos sobre los isótopos del nitrógeno en el Neoproterozoico temprano, es decir, hace entre mil millones y 800 millones de años», explica Kang.

En colaboración con la Universidad de Nanjing (China), Kang lleva dos años trabajando para comprender qué impulsó el surgimiento de los eucariotas mediante el análisis de isótopos de nitrógeno de muestras de rocas del Cratón del Norte de

China. Esta región, que alberga rocas de hace 3.800 millones de años, estuvo antaño cubierta por un océano.

«Teníamos una idea aproximada de cuándo los eucariotas alcanzaron el éxito ecológico –explica Shuhai Xiao, catedrático de Geobiología y coautor del artículo–.

Llevaban allí mucho tiempo en un estado discreto hasta hace unos 820 millones de años, cuando se hicieron abundantes».

Para investigar por qué, Kang tomó los datos de las muestras de roca, los introdujo en una base de datos más amplia y los analizó a través de una escala temporal más larga que abarcaba diferentes ubicaciones geográficas. «Una vez que hicimos este tipo de integración y lo pusimos en una imagen global, vimos el aumento de los nitratos a través del tiempo, que ocurrió hace unos 800 millones de años», recuerda.

La colaboración internacional fue clave para relacionar estos nuevos datos con acontecimientos biológicos, sobre todo con la aparición de los eucariotas. Gill y Rachel Reid, también geoquímica de la Facultad de Ciencias y coautora del artículo, aportaron análisis críticos mediante recursos como el espectrómetro de masas del Laboratorio de Isótopos Estables de Geociencias de Virginia Tech. Un analizador elemental acoplado al espectrómetro de masas permitió a los investigadores extraer gas nitrógeno puro de las muestras para su análisis.

Gill está especializado en la reconstrucción de los ciclos químicos presentes y pasados de nuestro planeta. Colabora con paleontólogos para estudiar el registro de la vida conservado en el registro geológico y examina qué posibles factores ambientales podrían haber permitido cambios en la vida a lo largo de la historia.

Reid, que suele centrar sus investigaciones en los acontecimientos más recientes de la Tierra, tuvo la oportunidad especial de ofre- cer sus conocimientos sobre los isótopos del nitrógeno a estos fósiles antiguos. Por su parte, Feifei Zhang, geoquímica de la Universidad de Nanjing y cuarta coautora del artículo, aportó información sobre la cantidad de oxígeno disponible en los océanos durante la época en que aumentó la abundancia de nitrato.

Xiao, que ha ayudado a excavar y estudiar algunos de los fósiles más antiguos de todo el mundo, dijo que este tipo de estudio le da esperanzas para futuros descubri- mientos. Los miembros del equipo esperan colaborar con la NASA en futuras subvenciones, como el programa de exobiología que apoya su investigación actual.

«Podemos unir los puntos de las composiciones isotópicas de nitrógeno en el pasado antiguo y luego ir al siguiente paso e inferir cuánto nitrato estaba disponible para los organismos –afirma Xiao–. Y luego vinculamos eso con los datos fósiles para demostrar que hay una relación».

Aunque los antiguos océanos des- aparecieron hace tiempo, lo que ocurrió en ellos está registrado en las rocas, y su estudio proporciona un vínculo entre la historia de la Tierra, el presente y el futuro. «Los geólogos miran las rocas por la misma razón que los operadores bursátiles miran la curva del Dow Jones cuando toman la decisión de vender o comprar acciones. La historia geológica escrita en las rocas nos proporciona un contexto importante sobre los cambios globales en el futuro», concluye Xiao.

AGENCIA ID -EL SIE7E

CDMX.- El genoma más grande conocido de cualquier insecto, siete veces del tamaño del genoma humano, ha sido descubierto en un raro saltamontes de Europa Central. En un estudio publicado en PLOS ONE, investigadores del Instituto Alemán Leibniz para el Análisis del Cambio en la Biodiversidad (LIB) y la Academia Checa de Ciencias demuestran que la idea de que los genomas de los insectos son comparativamente pequeños y menos complejos es errónea.

El saltamontes zumbador moteado (Bryodemella tuberculata) está casi extinguido excepto por un pequeño número de poblaciones en las orillas de los ríos de los Alpes. Estos hábitats amenazados han sido formados por miles de años de cambio constante a través de la dinámica natural de los ríos.

«Posiblemente, esta adaptación a condiciones ambientales variables ha fomentado la diversidad genética y ha llevado a tamaños de genoma excepcionales», plantea en un comunicado la hipótesis de Oliver Hawlitschek, jefe del laboratorio de genética LIB de Hamburgo. «Al mismo tiempo, en comparación con los humanos, vemos que el tama- ño del genoma no está necesariamente relacionado con el nivel de complejidad de un organismo».

Este estudio es el más reciente de una serie de publicaciones sobre la evolución del tamaño del genoma en insectos en el contexto de su historia evolutiva y biogeográfica. Ninguno de estos trabajos ha respondido a la pregunta de por qué, entre todos los insectos, los genomas de algunas especies de saltamontes son excepcionalmente grandes. La mayoría de los genomas de insectos son mucho más pequeños, como el de la mosca de la fruta, cuyo tamaño no supera la sexta parte del genoma humano. El tamaño de los genomas varía considerablemente entre los diferentes grupos de animales, a veces incluso dentro de los grupos. Dado que el genoma completo debe duplicarse durante cada división celular, los científicos buscan las razones detrás de esta variabilidad. Están tratando de comprender la arquitectura y el contenido de los genomas, pero aún queda un largo camino por recorrer. Los datos sobre el tamaño del genoma están disponibles solo para 1.345 de las más de un millón de especies de insectos conocidas. Todos los genomas más grandes se han encontrado en saltamontes y grillos.

Para comprender mejor la variación del tamaño del genoma en los saltamontes y su historia evolutiva, los investigadores midieron los genomas de 50 especies mediante citometría de flujo, investigando la variabilidad en especies relacionadas. Encontraron el genoma más grande en el saltamontes zumbador moteado (Bryodemella tuberculata), reemplazando al poseedor del récord anterior, el grillo del desierto asiático (Deracantha onos).