La vida primitiva sobrevivía con arsénico en los océanos tóxicos

Las primeras formas de vida de la Tierra desarrollaron maneras de sobrevivir a los efectos nocivos del arsénico para hacer frente a los drásticos cambios en su entorno, según sugiere un nuevo estudio.

Investigadores descubrieron que las formas de vida complejas, llamadas eucariotas, almacenaban arsénico en compartimentos especiales dentro de sus células, una estrategia que ayudaba a neutralizar el veneno tóxico.

Utilizando tecnología avanzada de rayos X, el equipo internacional logró detectar y mapear el arsénico en fósiles de 2.100 millones de años de antigüedad de la cuenca de Francevillian en Gabón.

El arsénico hallado en los fósiles no se debió a una contaminación posterior, sino a una respuesta biológica al estrés ambiental, según el equipo.

Esto se revela por los patrones distintivos formados a partir del proceso de preservación del arsénico en los fósiles, en comparación con las estructuras dejadas por estructuras minerales inertes; esto constituye una prueba más de que los fósiles fueron en su día organismos vivos complejos con células más avanzadas, argumentan.

Su estudio, publicado en Nature Communications, redefine la comprensión actual de cómo la vida primitiva afrontó los desafíos ambientales, destacando el papel crucial que la adaptación desempeñó en la evolución de la vida.

"La capacidad de lidiar con el arsénico no fue algo que los eucariotas desarrollaron al azar", afirmó en un comunicado el Dr. Ernest Chi Fru, uno de los coautores del artículo y profesor adjunto de la Facultad de Ciencias de la Tierra y Ambientales de la Universidad de Cardiff.

Coincidió con un período de cambio ambiental significativo, cuando los niveles de oxígeno en la atmósfera terrestre aumentaron por primera vez. Este aumento de oxígeno también provocó un aumento del arseniato, una forma particularmente tóxica de arsénico que compite con el fosfato, un nutriente vital para toda la vida, convirtiendo los océanos de la Tierra en un lugar peligroso.

Por lo tanto, era vital para organismos como los eucariotas contar con estrategias para lidiar con este elemento tan tóxico, conocido en Europa como 'polvo de herencia' debido a su uso letal en intoxicaciones.

El estudio se basa en el trabajo previo del equipo sobre la biota de Francevillian, de 2.100 millones de años de antigüedad, que, según argumentan, surgió después de que un evento volcánico submarino local provocara una oleada repentina de nutrientes en un mar pequeño y cerrado.

Este aumento de nutrientes ayudó a estas formas de vida tempranas a prosperar localmente, según el equipo dirigido por la Universidad de Poitiers y la Universidad de Cardiff.

El Dr. Chi Fru añadió: "Analizamos la evolución del arsénico en la cuenca de Francevillian. Agua de mar antes y después de los fósiles. De hecho, tenía una concentración bastante baja de arsénico en la época en que evolucionaron estos eucariotas primitivos, lo que nos lleva a pensar que debieron vivir allí en perfecta armonía. Sin embargo, los niveles sorprendentemente altos de arsénico almacenados en sus cuerpos, revelados en nuestro análisis, sugieren que eran extremadamente sensibles incluso a niveles bajos de arsénico en el agua de mar.

Creemos que esto evidencia una estrategia de desintoxicación, empleada por los eucariotas, que permitió que el arsénico se acumulara en compartimentos especiales de sus células, desarrollando una especie de inmunidad que les impidió sucumbir a sus efectos tóxicos".

Estos organismos se extinguieron posteriormente cuando la actividad volcánica regresó a la zona y los niveles de oxígeno en el agua de mar disminuyeron, según el equipo.

Afirman que su desaparición sugiere que la capacidad de la vida compleja para protegerse de sustancias tóxicas como el arsénico, almacenándolo de forma segura dentro de las células, podría haber evolucionado más de una vez en la historia de la Tierra.