Imagen de Navifusa majensis, un microfósil de la Formación McDermott en Australia. Este microfósil de 1.750 millones de años contiene tilacoides, que lo identifican como una cianobacteria. CRÉDITO Emmanuelle Javaux
Investigadores de la Universidad de Lieja (ULiège) han identificado microestructuras en células fósiles que tienen 1.750 millones de años.
Estas estructuras, llamadas membranas tilacoides, son las más antiguas jamás descubiertas. Hacen retroceder el registro fósil de los tilacoides 1.200 millones de años y proporcionan nueva información sobre la evolución de las cianobacterias que desempeñaron un papel crucial en la acumulación de oxígeno en la Tierra primitiva. Este importante descubrimiento se presenta en la revista Nature.
Catherine Demoulin, Yannick Lara, Alexandre Lambion y Emmanuelle Javaux del laboratorio Early Life Traces & Evolution de la Unidad de Investigación Astrobiológica de la ULiège examinaron enigmáticos microfósiles llamados Navifusa majensis (N.majensis) en lutitas de la Formación McDermott en Australia, de los cuales hay 1,75 mil millones de años y en formaciones de mil millones de años en la República Democrática del Congo y el Ártico canadiense. Análisis ultraestructurales en células fósiles de 2 formaciones (Australia, Canadá) revelaron la presencia de membranas internas con una disposición, estructura fina y dimensiones que permiten interpretarlas inequívocamente como membranas tilacoides, donde ocurre la fotosíntesis oxigenada. Estas observaciones nos permitieron identificar a N majensis como una cianobacteria fósil.
Este descubrimiento pone en perspectiva el papel de las cianobacterias con membranas tilacoides en la oxigenación temprana de la Tierra. Desempeñaron un papel importante en la evolución temprana de la vida y estuvieron activos durante el Gran Evento de Oxigenación (GOE) hace unos 2.400 millones de años. Sin embargo, la cronología de los orígenes de la fotosíntesis oxigenada y el tipo de cianobacterias (¿protocianobacterias? ¿con o sin tilacoides?) implicadas siguen siendo objeto de debate, y el descubrimiento de los investigadores de la ULiège ofrece un nuevo enfoque para aclarar estas cuestiones.
Imágenes de especímenes microfósiles de Navifusa majensis. (Demoulin et al., Naturaleza, 2024) [L] uno de los microfósiles con pilas de tilacoides resaltados con barras amarillas [R] ampliación del final de la celda.
“Los tilacoides fósiles más antiguos conocidos se remontan a hace unos 550 millones de años. Por lo tanto, los que hemos identificado amplían el registro fósil en 1.200 millones de años”, explica la profesora Emmanuelle Javaux, paleobióloga y astrobióloga, directora del laboratorio Early Life Traces & Evolution de la Universidad de Lieja.
«El descubrimiento de tilacoides conservados en N. majensis proporciona evidencia directa de una edad mínima de aproximadamente 1.750 millones de años para la divergencia entre las cianobacterias con tilacoides y aquellas sin tilacoides».
Pero el descubrimiento del equipo de la ULiège plantea la posibilidad de descubrir tilacoides en fósiles de cianobacterias aún más antiguos y de probar la hipótesis de que la aparición de tilacoides puede haber desempeñado un papel importante en la gran oxigenación de la Tierra primitiva hace unos 2,4 mil millones de años. Este enfoque también nos permite examinar el papel del dioxígeno en la evolución de la vida compleja (eucariotas) en nuestro planeta, incluido el origen y la diversificación temprana de las algas que albergan cloroplastos derivados de cianobacterias.
“La vida microscópica es hermosa, la forma de vida más diversa y abundante en la Tierra desde el origen de la vida. Estudiar su registro fósil utilizando nuevos enfoques nos permitirá comprender cómo evolucionó la vida durante al menos 3.500 millones de años. ¡Parte de estas investigaciones también nos enseñan cómo buscar rastros de vida más allá de la Tierra!”, concluye Emmanuelle Javaux.
Imágenes de especímenes microfósiles de Navifusa majensis. (Demoulin et al., Naturaleza, 2024)
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