La vida va sorgir abans del que pensàvem

Ara que estem a punt d'encetar el tema de la història de la Terra, us transcric l'entrada del blog Centpeus de Daniel Closa al voltant de la notícia aquesta setmana sobre  la troballa  de fòssils bacterians molt antics al Canadà. Ho complementem amb l'article sobre aquest tema aparegut al diari El País

La vida va sorgir abans del que pensàvem (blog centpeus)

Com i quan es va originar la vida a la Terra és un dels grans misteris que encara tenim per resoldre. Sabem que el nostre planeta es va formar fa uns 4600 milions d’anys i, gràcies a uns fòssils descoberts a Groenlàndia, també sabem que fa 3700 milions d’anys ja hi havia vida microbiana. Haurien de passar 3000 milions d’anys més perquè aparegués algun organisme que no fos un microbi, però l’interessant és el que va passar al començament.

Segons com ho mirem, l’aparició de la vida va ser una cosa senzilla. En tot cas va ser més fàcil passar d’un planeta erm a un planeta amb microbis (900 milions d’anys) que no pas passar dels microbis als organismes complexos (3000 milions d’anys). Però ara sembla que fins i tot va ser més fàcil ja que han publicat la descoberta del que semblen ser els fòssils de microbis més antics de tots. Uns que han trobat al Canada, a la zona de Nuvvuagittuq, famosa perquè conté, precisament les roques més antigues que es conserven.

Això de buscar roques realment antigues no és fàcil ja que la major part de l’escorça primitiva de la terra ha desaparegut degut als moviments tectònics que fan que s’hagi anat enfonsant en el que s’anomena procés de subducció, i nous materials l’hagin reemplaçat. Però les mesures isotòpiques de les roques de Nuvvuagittuq han permès datar-les en al voltant de 4300 milions d’anys d’antiguitat. I precisament en aquesta zona és on han trobat les restes fòssils.

Cal dir que els fòssils de bacteris són poc espectaculars. Cal fer anàlisis de la composició dels materials que els formen per saber si tens davant una formació geològica curiosa o les restes d’un organisme viu fossilitzat. I també cal datar amb precisió l’edat d’aquella mostra en concret. Tot plegat no és fàcil, però aquests fòssils semblen ser realment d’origen biològic i la seva edat és de entre 3770 i 4220 milions d’anys. La mostra de vida més antiga que hem trobat.

Eren microbis que vivien al voltant de les surgències hidrotermals, como molts altres que en l’actualitat encara hi viuen. Allà poden obtenir energia de reaccions químiques aprofitant el sofre i el ferro que surt de les fonts termals. De fet, fa temps que se sospita que aquestes comunitats son representatives de les primeres formes de vida. Però sempre s’havia pensat que al nostre planeta no va tenir cap possibilitat d’emergir la vida fins que no es va acabar una època molt convulsa anomenada “gran bombardeig tardà”, durant la qual el planeta va rebre l’impacte de molts meteorits. Ara ja no es veuen els cràters ja que l’erosió i la mateixa biosfera els han fet desaparèixer, però va ser el mateix bombardeig que va deixar la Lluna amb l’aspecte actual farcit de craters d’impacte.

Però ves per on, si agafem la data més antiga resulta que aquests fòssils ja estaven allà quan la Terra anava rebent impactes. Cosa que indica que la vida és més resistent i, sobretot, més precoç del que ens pensàvem. Potser van caldre “només” uns 400 milions d’anys per passar de matèria inanimada a les formes de vida més primitives. De pas això també anima la recerca de vida extraterrestre. Si pot sorgir amb tanta facilitat, és més probable que trobem microbis en altres indrets. En canvi, formes de vida complexes sí que semblen més complicades de generar.

Sigui com sigui, sembla que el nostre arbre genealògic s’acaba de fer una mica més gran. Després de tot, molt probablement tots nosaltres som descendents d’aquells microbis primigenis.

Els inicis de la vida en la Terra

Aquests dies parlarem dels estromatòlits i els canvis en l'atmosfera terrestre al llarg de la història del nostre planeta. En la web de  Red BioGeo  podeu trobar una entrada del professor José Azkárraga que parla sobre el tema; més concretament ha posat  a la disposició dels lectors un document .pdf amb un reportatge que va eixir sobre el tema en la revista del País setmanal. Especialment recomanat a aquell que han de treballar els eons arqueà i proterozoic

Gens, oxigen i evolució de la Terra

 

Un bon article de Daniel Closa,  en el seu blog CENTPEUS, al voltant de l'origen i evolució de la vida. Recomanable, sobretot per als alumnes de 2 BAT.

El nostre planeta ja té uns quants anyets. Arrodonint una mica podem dir que fa uns 4.500 milions d’anys que està donant voltes al Sol. Durant els primers 500 milions d’anys van passar coses interessants per als geòlegs, però encara no hi havia aquest curiós estat de la matèria que anomenem “vida”. Encara no tenim massa clar com va anar, però fa uns 4000 milions d’anys ja hi havia organismes microscòpics fent la seva i  les coses es van començar a posar interessants pels biòlegs.

De totes maneres, el daltabaix important va passar fa 2500 milions d’anys, quan alguns organismes van aprendre a fer fotosíntesi i van començar a deixar anar oxigen a l’atmosfera.  Allò va ser bastant catastròfic en aquell moment. Amb molta facilitat oblidem que l’oxigen és un gas tòxic, verinós, i que tenim sort que l’atmosfera només en conté un 20 %. Si tot fos oxigen aniríem tots plegats ben… oxidats.

Aquesta història s’ha anat descobrint mirant les composicions dels diferents materials que es troben a diferents estrats geològics i observant els fòssils que hi havia. La llauna és que amb els fòssils microscòpics es pot fer poca cosa i els animals i les plantes més grans i interessants van trigar encara molt milions d’anys a sorgir.

Però uns investigadors se les han empescat per esbrinar com va anar la història evolutiva del DNA i veure si coincidia amb la història geològica que hem deduït de la Terra. Com que avui en dia ja tenim les seqüències de moltíssims gens i també tenim idea del ritme al que les mutacions es van acumulant dins el DNA, podem comparar diferents gens i mirar quan temps ha passat des que alguna mutació va fer que un gen inicial esdevingués dos de diferents. Igual que fem arbres evolutius d’organismes, també els podem fer amb els gens.

Per fer-ho van analitzar 3983 famílies de gens de diferents organismes i van descobrir que un 27 %, és a dir, al  voltant d’una quarta part dels nostres gens, van aparèixer sobtadament fa 2800 milions d’anys. En aquell moment va tenir lloc una mena d’explosió evolutiva a nivell genètic dins els organismes de la Terra. I el més interessant és que la majoria d’aquests gens que van sorgir aleshores corresponen a proteïnes que tenen a veure amb el consum d’oxigen.

Les nostres cèl·lules fan servir l’oxigen sobretot en un mecanisme anomenat “cadena de transport d’electrons”. Un sistema molt complex que fem servir per obtenir energia i, bàsicament, per mantenir-nos vius. Doncs sembla que aquesta maquinària va aparèixer en relativament poc temps i que pot ser la clau que va permetre que la vida, limitada fins aleshores a unes cèl·lules que sobrevivien sense fer gran cosa, comencessin a disposar d’una font d’energia molt més gran que els va permetre començar a experimentar noves estructures, noves formes de vida i a colonitzar nous ambients. Així, una atmosfera tòxica va esdevenir una atmosfera extremadament útil, al menys pels organismes que es van poder adaptar a les noves condicions.

Però alguna cosa no acaba d’encaixar del tot. Si mirem les xifres, semblaria que la maquinària per fer servir oxigen va sorgir abans que hi hagués oxigen disponible a l’atmosfera. I aquest no és l’únic detall que no encaixa. Altres dades també semblen diferents a com esperaríem. Per exemple, els enzims que fan servir níquel van aparèixer just quan els nivells de níquel es reduïen notablement a la superfície de la Terra.

En realitat l’únic que passa és que les dades no són tant exactes i precises com ens agradaria. I d’altra banda, una única xifra no pot resumir tota la complexitat del que passa al planeta. Potser alguns organismes aprenien a generar i a fer servir l’oxigen alhora, potser hi havia indrets on l’oxigen s’acumulava localment, potser es generaven simbiosis entre organismes productors i consumidors de manera que l’oxigen no sortia a l’atmosfera…

Poden haver passat moltes coses i simplement encara no en sabem prou, no tenim prou dades per acabar d’afinar la precisió com ens agradaria. Però no passa res. El més interessant és haver pogut anar seguint la aparició de nous gens al llarg dels eons i el comprovar la gran explosió gènica que va tenir lloc fa aproximadament un grapat de milions d’anys.

Bé. I encara més llaminer per un científic és el fet de constatar que resultats obtinguts segons diferents aproximacions potser no acaben d’encaixar perfectament. Això vol dir que algú està equivocat i que alguna teoria cal acabar de polir-la o descartar-la per una de millor. Hi ha qui acusa als científics d’immobilistes i tancats, però aquesta mena de conflictes són la part més interessant de la recerca de la veritat.