Dezenas de bandejas contendo núcleos cilíndricos de rocha estão armazenadas em um armazém ao ar livre na região tropical de Darwin, na Austrália. Eles vêm de furos escavados centenas de metros abaixo da superfície por empresas de exploração mineral décadas atrás.
em alguns desses núcleos Pesquisa Geológica do Território do Norte Mudstones são – um tipo de rocha sedimentar formada a partir de argila dura no fundo do mar. As empresas que perfuraram estes núcleos desconheciam em grande parte que dentro destes argilitos havia fósseis de microrganismos enterrados no fundo do mar de um antigo mar interior que cobria grande parte do norte da Austrália há 1,5 mil milhões de anos.
como nosso novo Estudarpublicado em Naturezamostra que estes fósseis são importantes para resolver um enigma de longa data sobre o grande salto evolutivo que deu origem a toda a vida complexa na Terra: a origem dos eucariotas.
pequeno, mas complexo
Toda a vida na Terra pode ser classificada em um de dois tipos que são fundamentalmente diferentes no nível celular.
Os procariontes (bactérias e arqueas) têm organização celular simples e são, em sua maioria, unicelulares. Os eucariotos – que incluem todos os animais, plantas, algas e fungos – são muito diferentes. Eles possuem células muito mais complexas que contêm um núcleo e outras estruturas especializadas, como organelas que desempenham funções específicas.
A revolução eucariótica mudou o planeta. Isso levou ao surgimento dos animais e, finalmente, ao nosso surgimento. Com base em observações dos genes dos organismos vivos, Existe agora um acordo generalizado sobre Que o último ancestral comum de (pelo menos) todos os eucariotos vivos surgiu da união simbiótica de dois micróbios procarióticos: um archaeon e uma bactéria.
A primeira evidência de vida eucariótica vem na forma desses fósseis de organismos unicelulares. Eles mostram um nível de complexidade celular que não é visto em procariontes, mas é comum em eucariontes.
Fósseis de eucariotos podem existir encontrado próximo no mundo pedras Pelo menos 1,5 bilhão de anos. Os fósseis do Território do Norte, os mais antigos dos quais datam de 1,75 mil milhões de anos, são os fósseis de eucariotas mais antigos atualmente conhecidos a nível mundial.
Mas o mundo antigo em que os primeiros eucariontes evoluíram permanece envolto em mistério. E muitos aspectos fundamentais relativos à sua natureza permanecem desconhecidos.
Oxigênio – amigo ou inimigo?
Muitos tipos de bactérias podem viver e crescer em locais sem oxigênio. Mas quase todos os eucariontes vivos hoje usam oxigênio para sua sobrevivência. Isto ocorre porque a respiração aeróbica – decomposição dos alimentos utilizando oxigénio – fornece as enormes quantidades de energia que a vida complexa requer.
Mas a ideia de que o oxigénio sempre foi benéfico para todos os eucariontes tem sido criticada nos últimos anos. Segue as surpreendentes descobertas de eucariotos misteriosos que podem prosperar nas circunstâncias Sem oxigênio.
há também evidências crescentes O registo geológico mostra que quando os eucariotas evoluíram pela primeira vez, o oxigénio era provavelmente muito baixo. Isto significa que habitats marinhos isentos de oxigénio teriam sido ideais. Coletivamente, essas observações são posto em questão A hipótese é que os eucariotos dependem de oxigênio desde o seu início.
genético estudos De microorganismos vivos Pode fornecer informações importantes sobre os grupos anteriormente considerados mais próximos dos ancestrais dos eucariotos linhagem eucariota. Mas apenas o registo fóssil pode nos dizer sobre linhagens há muito extintas. E só a geologia pode fornecer uma janela para o tipo de mundo em que estas criaturas viviam.
mais de 12.000 fósseis
Para o nosso novo estudo, trituramos amostras de núcleos de lamito armazenadas em Darwin e depois as dissolvemos. Identificamos mais de 12 mil fósseis analisando ao microscópio os restos orgânicos deixados após essa decomposição.
Também estudamos os argilitos onde os fósseis foram preservados para entender melhor como era o ambiente quando os sedimentos foram depositados. Isto forneceu informações sobre os habitats em que viviam esses eucariotos. E analisando a química destes lamitos, podemos determinar se o oxigénio estava presente na antiga água do mar.
Nossos resultados mostram que fósseis de eucariotos foram encontrados em ambientes que vão desde a lama costeira até o oceano aberto. Mas eles só estavam presentes em amostras armazenadas em ambientes oxigenados. Amostras de ambientes livres de oxigênio continham apenas formas procarióticas simples.
Isto sugere que os eucariontes mais antigos conhecidos, que viveram na Terra entre 1,7 e 1,4 mil milhões de anos atrás, também dependiam de oxigénio. Estes dados suportam uma hipótese de longa data aquele oxigênio tocou papel principal Ao impulsionar a evolução dos primeiros eucariotos.
Resolver os impulsionadores e o contexto dos principais saltos evolutivos dados pelos primeiros eucariontes é uma das principais questões pendentes nas ciências da vida. Os estudos em curso destes misteriosos e antigos fósseis microscópicos dir-nos-ão, sem dúvida, mais sobre as nossas próprias origens e o nosso lugar no Universo.
