Estromatolito de 1,9 billones años — o montículo hecho por los microbios que vivían en aguas poco profundas. Crédito: Eva Stüeken

La vida compleja podría haber ido y venido a la Tierra mucho antes de que los organismos multicelulares con los que estamos familiarizados hoy surgieran, sugiere un nuevo estudio.

Generalmente se piensa que la evolución de la vida compleja fue un evento raro, una vez en 4.500 millones de años. Sin embargo, una nueva investigación sugiere que las condiciones eran adecuadas para que las células complejas evolucionaran y murieran al menos una vez -o tal vez varias veces- antes de que comenzara nuestro linaje.

¿Qué significa eso? Miles de millones de años atrás, podría haber habido otras formas de vida complejas en el planeta, totalmente ajenas a todo lo que vemos en la Tierra hoy en día.

Pero vamos a retroceder por un segundo. La Tierra ha existido alrededor de 4.500 millones de años. Alrededor de 3.700 millones de años atrás, mientras el planeta seguía siendo relativamente fresco, dos de los tres reinos de la vida que vemos en la Tierra hoy en día -bacterias y arqueas- surgieron.

Se cree que estos organismos simples unicelulares sobrevivieron durante miles de millones de años por su cuenta, hasta hace alrededor de 1,75 millones de años, cuando apareció el tercer reino de la vida, los eucariotas.

El árbol genealógico eucariota abarca todos los organismos complejos del planeta, incluidos los animales (nosotros), las plantas, los hongos y los protistas.

Todavía se discute exactamente cómo surgieron los eucariotas, pero la hipótesis más aceptada es que una bacteria se tragó una célula arqueada, y los dos desarrollaron una relación simbiótica que les permitió trabajar juntos para hacerse más compleja.

Finalmente, las arqueas se convirtieron en las mitocondrias que vemos en nuestras células hoy.

Si ese escenario es cierto o no, los investigadores piensan que el evento sólo podría suceder gracias a su sincronización – la razón por la que no vimos eucariotas antes de eso es porque simplemente no había suficiente oxígeno en nuestra atmósfera hasta ahora.

El oxígeno empezó a crecer hace miles de millones de años gracias a las cianobacterias, pero tomó mucho tiempo – hasta hace aproximadamente 1.600 millones de años – llegar a niveles que eran adecuados para la vida compleja. O, al menos, eso es lo que siempre hemos pensado.

Ahora, un nuevo estudio de la Universidad de Washington ha encontrado evidencia de que había suficiente oxígeno en la atmósfera de la Tierra entre 2,4 y 2 mil millones de años antes de que volviera a caer de repente.

Esto sugiere que los ingredientes para la vida compleja estaban presentes antes de la primera evidencia fósil de eucariotas.

«Hay pruebas fósiles de células complejas que se remontan a 1.75 millones de años», dijo el astrobiólogo Roger Buick. «Pero el fósil más antiguo no es necesariamente el más antiguo que jamás haya vivido – porque las posibilidades de ser preservado como fósil son bastante bajas».

«Esta investigación demuestra que había suficiente oxígeno en el medio ambiente para permitir que las células complejas hayan evolucionado y que se hicieran ecológicamente importantes antes de que hubiera evidencia fósil», agregó. «Eso no significa que lo hicieron, pero podrían haberlo hecho».

Ese último punto es muy importante – necesitamos dejar claro que nadie ha encontrado evidencia fósil o de ADN de esta vida compleja anterior.

Lo que el equipo está diciendo es que los ingredientes estuvieron allí para que hayan evolucionado cientos de millones de años antes del primer eucariota, pero todavía no estamos seguros si eso realmente sucedió.

Entonces, ¿por qué esta vida hipotética no habría sobrevivido hasta hoy si evolucionara? La investigación demostró que aunque hubo una «burbuja» temprana de oxígeno en la atmósfera, se estrelló poco después, lo que probablemente habría matado las formas de vida.

Para averiguar esto, el equipo analizó las huellas del elemento químico selenio atrapado en pedazos de esquisto sedimentario que datan entre 2,4 y 2 mil millones de años atrás.

Ellos estaban buscando para ver si el selenio había sido cambiado por la presencia de oxígeno, o oxidised – una reacción que deja una firma en la relación de isótopos de selenio almacenado en las rocas.

Tradicionalmente, se suponía que el oxígeno en la Tierra tenía una historia de «ninguno, entonces algo, luego mucho», dijo Buick.

«Pero lo que parece ahora es que hubo un período de un cuarto de billón de años más o menos, donde el oxígeno llegó a índices bastante altos y luego bajó nuevamente».

No habría sido suficiente tiempo para que la vida compleja se diversificara y se apoderara del planeta, pero es posible que algunos organismos complejos pudieran haber surgido antes de morir de nuevo cuando el oxígeno cayó en picada.

En el pasado, los investigadores habían predicho que este aumento temprano del oxígeno – conocido como el «exceso de oxígeno» – pudo haber ocurrido, pero ésta es la primera vez que se ha estudiado en detalle.

La misma técnica también podría usarse algún día para medir los niveles históricos de oxígeno en planetas similares a la Tierra fuera de nuestro Sistema Solar, como una forma de evaluar si podrían haber sido anfitriones de la vida.

Entonces, ¿qué causó que los niveles de oxígeno de la Tierra se elevaran temprano, sólo para volcar de nuevo?

«Esa es la pregunta de un millón de dólares», dijo una de las investigadoras, Eva Stüeken, de la Universidad de St Andrews en Escocia. «No se sabe por qué sucedió, y por qué terminó».

«Es un momento sin precedentes en la historia de la Tierra», agregó Buick. «Si nos fijamos en el registro de isótopos de selenio a través del tiempo, es un intervalo único, si usted mira antes y después, todo es diferente».

Nunca podríamos saber con certeza si la vida compleja se originó y murió antes de los primeros eucariotas, pero es interesante observar que las condiciones que allanaron el camino para la vida compleja en la Tierra podrían no ser tan raras o únicas como pensábamos anteriormente.

La investigación ha sido publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences.