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Avances en el estudio de la evolución de acritarcos y cordados
Alberto González Fairén
Investigaciones presentadas a principios de este año sugieren que es necesaria una reevaluación de la evolución temprana de los eucariotas y del registro fósil de los cordados.
os acritarcos son microfósiles de gran tamaño (50 micras o más de diámetro) de organismos con pared celular pero con afinidades biológicas inciertas. Los acritarcos más antiguos bien preservados fueron descubiertos en China en 2006 en rocas del Proterozoico medio, que tienen unos 1.800 millones de años. Se trataba de microfósiles esféricos de alrededor de 245 micras de diámetro que incluían restos de pared celular compleja y multilaminada. En febrero de este año, el grupo de Emmanuelle Javaux, de la Universidad de Lieja, describió acritarcos recogidos en Suráfrica en rocas a unos 600 metros bajo la superficie, de alrededor de 3.200 millones de años (Figura 1). El descubrimiento implica que los organismos que habitaban la Tierra durante el Arcaico no eran todos de muy pequeño tamaño, como se ha supuesto tradicionalmente.
Acritarcos arcaicos
Figura 1: Acritarcos arcaicos. (Javaux et al., 2010) Click para ampliar!
Al trabajar con rocas de edad tan avanzada, surge la duda de si los microfósiles son realmente tan antiguos y de si se trata de restos biológicos. El grupo de Javaux empleó espectrometría Raman para mostrar que la materia orgánica que contiene los acritarcos fue sometida al mismo tipo y grado de metamorfismo que la materia orgánica diseminada en las rocas de alrededor, lo que prueba que los acritarcos son realmente tan antiguos como el material que los contiene. En cuanto a su naturaleza biológica, análisis comparativos de isótopos de carbono en muestras con y sin acritarcos ofrecieron resultados similares, como era de esperar si el origen era biológico. Por lo tanto, la única interpretación razonable es que se trata de fósiles antiguos de microorganismos esferoidales, que habitaban los océanos del mesoarcaico en la zona fótica de entornos marinos marginales.

¿Qué tipo de microorganismos pudieron ser? Algunos fósiles tienen un tamaño de hasta 300 micras, lo que establece algunos límites. No se conocen arqueas de este tamaño, mientras que sí hay descritas bacterias incluso mayores, de hasta 750 micras de diámetro (Figura 2). Pero la mayoría de las bacterias no forman paredes celulares capaces de resistir la degradación biológica, geológica y química a la que han debido ser sometidos estos microfósiles. Sólo algunas cianobacterias producen caparazones extracelulares de especial resistencia y de tamaño comparable, lo que sugiere que los fósiles de Suráfrica podrían ser restos de colonias cianobacterianas. Una alternativa razonable sería considerar que los fósiles corresponden a restos de protistas, eucariotas unicelulares. Esta posibilidad significaría que los eucariotas aparecieron por primera vez muy pronto en la historia geológica de la Tierra. En los fósiles de Suráfrica no se aprecian características diagnósticas de los eucariotas, aparte de su gran tamaño, tales como ornamentación en la pared celular o complejidad ultraestructural. Pero no es menos cierto que no todos los protistas poseen tales características diagnósticas: la presencia de una de ellas confirma sin lugar a dudas que un ejemplar es un protista, pero la ausencia no implica necesariamente la conclusión contraria. Además, ciertas morfologías han podido ser modificadas o destruidas durante el proceso de fosilización, particularmente las que son propias de paredes celulares delicadas.
Thiomargarita namibiensis
Figura 2: La bacteria del azufre Thiomargarita namibiensis, visible a simple vista, junto a una mosca de la fruta.
(Schultz et al., 1997)
La conservación diferencial de distintas partes de un organismo durante el proceso de fosilización ha sido analizada recientemente para el caso de los cordados. El equipo de Robert Sansom, de la Universidad de Leicester, demostró también el pasado febrero que la pérdida de caracteres morfológicos en los fósiles de cordados no es aleatoria, y que como consecuencia la interpretación posterior de los restos deviene en ocasiones en resultados contradictorios. Su trabajo muestra que no hay datos suficientes como para determinar cuándo y cómo se descomponen ciertos caracteres que resultan diagnósticos para la clasificación de un fósil. El resultado es que el registro fósil no provee de la información necesaria para hacer una interpretación anatómica definitiva, ni para distinguir entre la ausencia filogenética de ciertos caracteres o su pérdida durante el proceso de fosilización.

En sus análisis, el grupo de Sansom estudió cordados de cuerpo blando fosilizados en rocas del Cámbrico de China y Canadá. Descubrieron que precisamente los caracteres que proporcionan mayor información filogenética son los más lábiles y los que antes se pierden en el proceso de fosilización, mientras que los caracteres plesiomórficos son más resistentes a la descomposición. Como consecuencia, cuando el organismo se descompone, pierde caracteres que son determinantes para su posicionamiento en una rama evolutiva determinada, lo que conlleva que sea clasificado como más primitivo de lo que es en realidad (Figura 3). Esta conclusión alerta de un posible error global en el posicionamiento de los restos más antiguos del registro fósil en la línea de los cordados. Resultados preliminares obtenidos tras el análisis de otros filos sugiere que este efecto puede estar muy extendido, y que por lo tanto existe un importante e inadvertido desajuste en nuestro conocimiento de la evolución temprana de los organismos pluricelulares.
Fases de pérdida morfológica en...
Figura 3: Fases de pérdida morfológica en Branchiostoma (izquierda) y larva de Lampetra (derecha). Los rectángulos en la filogenia representan los caracteres morfológicos, en blanco si se pierden pronto, en oscuro si tardan en descomponerse. Después de 5 fases de descomposición, los fósiles de un cefalocordado y un vertebrado son indistinguibles. (Sansom et al., 2010) Click para ampliar!
 
 
San Francisco (California), EEUU, 02 de Marzo de 2010.
 
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