Nel cuore di Darwin, Australia, si trova un magazzino all’aperto che custodisce un tesoro geologico unico: dozzine di vassoi contenenti carote cilindriche di roccia. Queste carote, estratte da fori di perforazione a profondità considerevoli da aziende minerarie decenni fa, sono conservate presso il Northern Territory Geological Survey. Composte principalmente da argilliti, un tipo di roccia sedimentaria, queste carote offrono una finestra su un passato remoto. All’interno di queste argilliti si trovano fossili di organismi microscopici, risalenti a oltre 1,5 miliardi di anni fa, quando un vasto mare interno ricopriva gran parte del nord dell’Australia. Le aziende minerarie, ignare della presenza di questi antichi resti, hanno contribuito a preservare un patrimonio geologico di inestimabile valore.
Il significato dei fossili antichi
Un recente studio, pubblicato sulla rivista Nature, ha rivelato che questi fossili sono fondamentali per comprendere l’origine degli eucarioti. Questo grande salto evolutivo ha dato vita a tutta la vita complessa sulla Terra. La vita sulla Terra si divide in due categorie principali: i procarioti e gli eucarioti. I procarioti, come batteri e archeobatteri, presentano una struttura cellulare semplice e per lo più unicellulare. Gli eucarioti, invece, includono animali, piante, alghe e funghi, caratterizzati da cellule complesse con un nucleo e organelli specializzati. Questa evoluzione ha trasformato il nostro pianeta, portando all’emergere di forme di vita sempre più complesse.
Le origini degli eucarioti
Le evidenze genetiche attuali suggeriscono che l’ultimo antenato comune di tutti gli eucarioti viventi sia il risultato di una simbiosi tra almeno due microrganismi procarioti: un’archea e un batterio. I fossili di vita eucariotica, rinvenuti in rocce datate a oltre 1,5 miliardi di anni, mostrano un livello di complessità cellulare assente nei procarioti. I fossili rinvenuti nel Northern Territory, i più antichi dei quali risalgono a 1,75 miliardi di anni fa, sono attualmente considerati i più antichi eucarioti conosciuti a livello globale. Tuttavia, il contesto ambientale in cui questi eucarioti primordiali si sono evoluti rimane avvolto nel mistero, con molti aspetti fondamentali della loro biologia e ecologia ancora sconosciuti.
UC Santa Barbara
Il ruolo dell’ossigeno nella vita eucariotica
Mentre molti batteri possono prosperare in ambienti privi di ossigeno, quasi tutti gli eucarioti attuali dipendono dall’ossigeno per la loro sopravvivenza. La respirazione aerobica, che implica la scomposizione del cibo in presenza di ossigeno, fornisce l’energia necessaria per sostenere forme di vita complesse. Tuttavia, recenti scoperte hanno messo in discussione l’idea che l’ossigeno sia sempre stato benefico per tutti gli eucarioti. Sono stati identificati eucarioti enigmatici in grado di prosperare in condizioni anossiche. Il record geologico suggerisce che, durante l’evoluzione degli eucarioti, l’ossigeno fosse probabilmente scarso, rendendo gli habitat marini privi di ossigeno la norma.
Un’analisi approfondita dei fossili
Nel nostro studio, abbiamo analizzato campioni delle carote di argillite conservate a Darwin, frantumandoli e dissolvendoli per identificare oltre 12.000 fossili attraverso l’analisi del residuo organico al microscopio. Abbiamo esaminato le argilliti per comprendere meglio l’ambiente in cui i sedimenti furono depositati, ottenendo informazioni sugli habitat degli eucarioti. Attraverso l’analisi chimica delle argilliti, siamo stati in grado di determinare la presenza di ossigeno nell’antico mare. I risultati indicano che i fossili di eucarioti sono stati rinvenuti in ambienti che spaziano dalle pianure di fango costiere al mare aperto, ma erano presenti esclusivamente in campioni provenienti da ambienti ossigenati.
Questi dati suggeriscono che anche i più antichi eucarioti conosciuti, vissuti sulla Terra tra 1,7 e 1,4 miliardi di anni fa, dipendevano dall’ossigeno. Tali scoperte supportano l’ipotesi che l’ossigeno abbia giocato un ruolo cruciale nell’evoluzione dei primi eucarioti. Comprendere i fattori e il contesto del grande salto evolutivo rappresentato dai primi eucarioti è una delle domande fondamentali ancora aperte nelle scienze della vita. Le ricerche in corso su questi antichi microfossili enigmatici promettono di rivelare ulteriori dettagli sulle nostre origini e sul nostro posto nell’universo.
Maxwell Lechte, Ricercatore Associato in Geobiologia, Università di Sydney, e Leigh Anne Riedman, Ricercatrice Postdottorato, Dipartimento di Scienze della Terra, Università della California, Santa Barbara. Questo articolo è ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l’articolo originale.
