Vida tempranacómo eran los primeros seres vivos

Toda la vida en la Tierra viene de un último ancestro común universal, LUCA, que vivió hace 3700 millones de años. El árbol de la vida se dividió entonces por primera vez en bacterias y arqueas. Hace 3000 millones de años las cianobacterias empezaron a liberar oxígeno. Hace 2400 millones de años la atmósfera contenía oxígeno y muchos organismos anaerobios se extinguieron. Hace 2000 millones de años una célula se tragó a otra sin digerirla, y de ahí vienen las mitocondrias.

El rango de tiempo de esta era es «hace 3800 – 700 millones de años», y sus eventos van desde el ancestro común más antiguo hasta una glaciación global.

Nueve eventos

• Hace 3700 millones de años · LUCA: El último ancestro común de toda la vida.
• Hace 3500 millones de años · Bacterias y arqueas: El árbol de la vida se divide por primera vez.
• Hace 3500 millones de años · Estromatolitos: Los tapices microbianos dejan fósiles.
• Hace 3000 millones de años · Fotosíntesis oxigénica: Las cianobacterias empiezan a liberar oxígeno.
• Hace 2400 millones de años · Gran evento de oxidación: La atmósfera contiene oxígeno y muchos organismos anaerobios se extinguen.
• Hace 2000 millones de años · Endosimbiosis mitocondrial: Una célula se traga a otra sin digerirla.
• Hace 1800 millones de años · Células eucariotas: Las células consiguen un núcleo.
• Hace 1200 millones de años · Reproducción sexual: La recombinación de genes acelera la evolución.
• Hace 700 millones de años · Tierra bola de nieve: Capas de hielo cubren casi todo el globo.

El ancestro común y el árbol de la vida

Rastreando los genes actuales hacia atrás, el ancestro común de toda la vida pudo vivir cerca de fuentes hidrotermales submarinas, calientes, pobres en oxígeno y ricas en hidrógeno (Weiss et al., Nature Microbiology, 2016). Este estudio trata de la fisiología y el hábitat del último ancestro común universal. Rocas de Groenlandia podrían conservar estructuras microbianas de 3700 millones de años, pero esta lectura sigue en disputa, así que al citarla conviene mantener la incertidumbre (Nutman et al., Nature, 2016). El título del artículo subraya la rapidez con que apareció la vida.

Un cambio de clasificación vino de la comparación molecular: comparar el ARN ribosómico mostró que lo que llamábamos «bacterias» son en realidad dos tipos de vida bastante distintos, y las arqueas pasaron a ser una rama aparte (Woese y Fox, PNAS, 1977). El árbol de la vida se redividió entonces en tres dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya (Woese, Kandler y Wheelis, PNAS, 1990). Las Lokiarchaeota, halladas en sedimentos de aguas profundas, tienen muchos genes que antes se creían exclusivos de los eucariotas (Spang et al., Nature, 2015).

Oxígeno y células eucariotas

El oxígeno de la atmósfera no llegó de golpe. Subió durante un largo período, con retrocesos, así que el «Gran evento de oxidación» no debe leerse como un cambio de la noche a la mañana (Lyons, Reinhard y Planavsky, Nature, 2014). Las mitocondrias y los cloroplastos fueron bacterias independientes que pasaron a formar parte de la célula tras ser engullidas. Esta teoría fue rechazada por más de una docena de revistas en su momento (Lynn Margulis, publicado como Sagan, Journal of Theoretical Biology, 1967).

Reproducción sexual y Tierra bola de nieve

Fósiles de un alga roja antigua muestran que la reproducción sexual y la vida pluricelular tienen una historia de al menos 1000 millones de años (Butterfield, Paleobiology, 2000). Estratos de Namibia muestran que hace unos 700 millones de años la Tierra pudo estar casi totalmente cubierta de hielo (Hoffman et al., Science, 1998).

El material genético: la doble hélice del ADN

Un artículo de una sola página propuso que el material genético, el ADN, es una doble hélice, y que el apareamiento de bases sugiere cómo se copia la información genética (Watson y Crick, Nature, 1953).

¿Quieres leer los originales? Busca estos títulos

• Weiss et al. (2016): The physiology and habitat of the last universal common ancestor
• Nutman et al. (2016): Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures
• Woese y Fox (1977): Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms
• Woese et al. (1990): Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya
• Spang et al. (2015): Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes
• Lyons et al. (2014): The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere
• Sagan (1967): On the origin of mitosing cells
• Butterfield (2000): Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp., un artículo sobre reproducción sexual, pluricelularidad y radiación de los eucariotas
• Hoffman et al. (1998): A Neoproterozoic snowball Earth
• Watson y Crick (1953): Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid

Cómo lo muestra el juego

En el juego, la era Vida temprana tiene el recurso células, y sus generadores son Fisión procariota, Quimiosíntesis, Fotosíntesis cianobacteriana y Transferencia horizontal de genes. Van desde la división celular más simple, pasando por vivir de energía química y por usar la luz para producir oxígeno, hasta los genes que se mueven entre organismos distintos.