Los microfósiles arrojan luz sobre el largo registro fósil de los euglenoides

Escondidos en las sombras, los euglenoides son un grupo fascinante de protistas unicelulares que no son ni plantas ni animales.

Las plantas realizan la fotosíntesis y los animales comen. Los euglenoides hacen ambas cosas. Chapoteando en los fondos oscuros de estanques poco profundos de agua dulce con sus largos flagelos, comen sustancias orgánicas y al mismo tiempo utilizan sus cloroplastos para convertir el CO2 y el agua ligera en azúcares. Debido a este estatus intermedio, los euglenoides se colocaron cerca de la base de la rama eucariota del árbol de la vida que incluye todas las plantas, hongos y animales. Sin embargo, aunque los euglenoides probablemente evolucionaron hace más de mil millones de años, parecen haber dejado sólo un registro fósil muy escaso.

En un nuevo estudio publicado en la revista Review of Palaeobotany and Palynology, un equipo de científicos holandeses, estadounidenses, británicos, alemanes y australianos ha arrojado nueva luz sobre un grupo de microfósiles «problemáticos» que han seguido siendo un misterio durante casi un siglo. Al comparar quistes fósiles microscópicos en sedimentos lacustres de 200 millones de años de antigüedad procedentes de núcleos perforados en Alemania y los Países Bajos, con restos mucho más antiguos del Paleozoico y mucho más jóvenes en lagos del Holoceno en Grecia, y finalmente con protistas que viven en un lago en Australia, el Los investigadores establecen una historia evolutiva de los euglenoides de 400 millones de años.

¿Lo que hay en un nombre?

En 2012, Bas van de Schootbrugge, entonces en la Universidad Goethe en Frankfurt am Main, y Paul Strother del Boston College, mientras trabajaban en una variedad de microfósiles problemáticos en sedimentos alrededor del límite Triásico-Jurásico, notaron que los quistes circulares estriados que éramos Al verlo, en realidad podrían ser quistes euglenoides. «Teníamos a nuestra disposición este increíble material de perforación que contenía muchos microfósiles no identificados, incluidos algunos de los restos de mariposas más antiguos que publicamos en 2018», dijo Bas van de Schootbrugge, ahora en la Universidad de Utrecht. Paul Strother continuó: “Algunos de los microfósiles que encontramos mostraron un gran parecido con los quistes de Euglena, un representante moderno que fue descrito por colegas eslovacos. El problema era que sólo había una publicación en el mundo que hacía esa afirmación”.

Aún más inquietante: después de una extensa revisión de la literatura, van de Schootbrugge y Strother se dieron cuenta de que al mismo tipo de microfósil se le habían dado muchos nombres diferentes. Los científicos que trabajan en intervalos de tiempo del Cuaternario y el Holoceno han utilizado Concentricystes, en referencia a un posible quiste de algas con costillas concéntricas. Pero los investigadores del mesozoico utilizaron Pseudoschizaea, pensando originalmente que podría ser una espora de helecho. Incluso los fósiles más antiguos del Pérmico, Devónico, Silúrico y Ordovícico se conocían como Circulisporitas y Chomotriletes.

Mapa paleográfico reconstruido del intervalo límite Triásico-Jurásico. El recuadro del mapa muestra la ubicación de los cuatro núcleos muestreados en Europa: (1) núcleo Schandelah-1 (Alemania), (2) núcleo Winterswijk (Países Bajos), (3) núcleo Boust, (Francia), (4) núcleo Mingolsheim ( Alemania). El mapa fue modificado de van de Schootbrugge et al. (2020) y Bos et al. (2023).

Microscopía electrónica de transmisión.

Después de que los autores desentrañaron la confusión taxonómica, en el proceso de recopilar cerca de 500 fuentes bibliográficas relacionadas con cualquiera de los cuatro taxones, se necesitaron técnicas microscópicas más avanzadas para establecer la ultraestructura de los quistes con la ayuda de la microscopía electrónica de transmisión (TEM). Esto requirió la recolección, inclusión y corte de una sola muestra en un micrótomo por parte del coautor Wilson Taylor de la Universidad de Wisconsin-Eau-Claire. Debido a que los especímenes de los núcleos del Triásico-Jurásico estaban en su mayoría dañados, el equipo recurrió al palinólogo Andreas Koutsodendris de la Universidad de Heidelberg (Alemania), que tuvo acceso a muestras de núcleos del Holoceno y Plioceno que contenían abundantes especímenes bien conservados.

Andreas Koutsodendris dijo: “Encuentro regularmente estos quistes en núcleos perforados en lagos, por ejemplo en el lago Vouliagmeni en Grecia, que estudiamos aquí, pero su afinidad biológica nunca se ha aclarado. De hecho, los quistes se citan comúnmente en publicaciones de pares, pero nadie ha podido identificarlo realmente”. Wilson Taylor continuó: “Nos sorprendió mucho la ultraestructura de los quistes. La estructura del muro no se parece a nada conocido. Las nervaduras no son adornos, como en el caso del polen y las esporas, sino más bien parte de la estructura de la pared”, dijo Wilson Taylor. «La estructura en capas de las paredes también es claramente diferente de muchas otras algas verdes de agua dulce», continuó Taylor.

Incertidumbre persistente

Aunque el análisis TEM inicialmente añadió más misterio, los resultados se alinearon con un estudio publicado en 2021 por otro grupo de colegas que analizó la ultraestructura de Pseudoschizaea. Al menos fue posible demostrar que los Concentricystes del Holoceno y Plioceno y los Pseudoschizaea del Jurásico son en realidad lo mismo. Pero persistía una persistente incertidumbre: la falta de quistes producidos por euglenoides vivos. Wilson Taylor: «Nos pusimos en contacto con varios biólogos que trabajan con euglenoides vivos, pero ninguno ha podido enquistar euglenoides en el laboratorio, lo que ha permitido la extracción y el análisis TEM de los quistes».

Vida microscópica ahí abajo

Entra Fabián Weston. Por casualidad, Strother y van de Schootbrugge encontraron un excelente material de vídeo publicado en YouTube por el entusiasta de la microscopía Fabian Weston de Sydney, Australia. En 2020, Fabian Weston colocó una gota de agua extraída de un lago cercano en Nueva Gales del Sur en un portaobjetos de microscopio y, utilizando su configuración avanzada en The Protist Lab, filmó a Euglena mientras se movía con gracia dentro y fuera de foco. Por razones que aún no se comprenden bien, pero que pueden estar relacionadas con el secado del agua debajo del cubreobjetos, se ve que Euglena se enrosca y forma una pared gruesa y acanalada que es similar a los quistes encontrados en todo el registro fósil. “Sin querer, Fabián aportó pruebas importantes. Probablemente sea la única persona en el planeta que ha presenciado el enquistamiento de Euglena bajo un microscopio”, dijo Strother.

Significado y próximos pasos

Basándose en todas las piezas disponibles del rompecabezas, los autores vinculan los euglenoides de un lago en Australia con quistes fósiles de más de 400 millones de años, estableciendo un profundo registro temporal de los euglenoides. «Esto abre la puerta al reconocimiento de ejemplos aún más antiguos, por ejemplo, de registros precámbricos que se remontan a la raíz del árbol de la vida eucariota», dijo Strother. “Ahora que sabemos qué organismos produjeron estos quistes, también podemos utilizarlos para interpretaciones paleoambientales. Su abundancia en torno a dos de las mayores extinciones masivas de los últimos 600 millones de años es un signo revelador de algunos trastornos importantes en los continentes relacionados con el aumento de las precipitaciones en condiciones climáticas extremas de efecto invernadero”.

Van de Schootbrugge concluyó: “Quizás en relación con su capacidad de enquistarse, estos organismos han resistido y sobrevivido a todas las grandes extinciones del planeta. A diferencia de los gigantes que fueron destruidos por volcanes y asteroides, estas pequeñas criaturas resistieron todo”. Ampliando su investigación, el equipo tiene intención de viajar a Australia en un futuro próximo para buscar quistes de Euglena conservados en sedimentos de estanques y lagos de Nueva Gales del Sur.

Ejemplos estratigráficos de Chomotriletes sl 1. Chomotriletes sp. Illion Shale (Utica, Nueva York, EE.UU.); muestra S14-2, Silúrico (Wenlock). 2. Pseudoschizaea sp., núcleo de Winterswijk (Países Bajos) WINT15–02; muestra 15,5 mbs, Rético superior (Triásico) 3. Pseudoschizaea sp. Centro Boust (norte de Francia); muestra BOUST_44_58 de Levallois Clays, Rético superior (Triásico). 4. Pseudoschizaea sp. Schandelah-1 Core (norte de Alemania); muestra SCH_338_00 de Contorta Schichten, Rético medio (Triásico). 5 Pseudoschizaea sp. Schandelah-1 Core (norte de Alemania); muestra SCH_338_00 de Contorta Schichten, Rético medio (Triásico). 6. Pseudoschizaea sp. Schandelah-1 Core (norte de Alemania); muestra SCH_335_50 de Contorta Schichten, Rético medio (Triásico). 7. Pseudoschizaea sp. Centro Mingolsheim (S de Alemania); muestra MING41A de los Yacimientos de Triletes, Rético superior (Triásico). 8. Concentricystes sp. del lago Vouliagmeni, Grecia. (Holoceno). 9. Concentricystes sp. Núcleo IODP U1478, Canal de Mozambique (Plioceno), mostrando costas truncadas (círculo). 10. Concentricystes sp. Núcleo IODP U1478, Canal de Mozambique (Plioceno), que muestra ramificaciones desde la costa (flecha). 11. Concentricystes sp. Núcleo IODP U1478, Canal de Mozambique (Plioceno).

Reconocimiento de un extenso registro de quistes euglenoides: implicaciones para la extinción masiva del Triásico finalRevisión de Paleobotánica y Palinología (acceso abierto)

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