La scoperta dei microfossili che ridefinisce l’evoluzione della vita

I microfossili trovati nell’Australia occidentale indicano un importante salto nella complessità della vita durante il Grande Evento di Ossidazione, indicando la prima evoluzione di organismi complessi come le alghe.

Secondo un team internazionale di scienziati, i microfossili dell’Australia occidentale potrebbero rappresentare un salto nella complessità della vita che ha coinciso con l’aumento dell’ossigeno nell’atmosfera terrestre e negli oceani.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista GeologiaQuesta immagine fornisce una rara finestra sul Grande Evento di Ossidazione, un periodo di circa 2,4 miliardi di anni fa in cui la concentrazione di ossigeno sulla Terra aumentò, modificando radicalmente la superficie del pianeta. Gli scienziati ritengono che questo evento abbia portato a un’estinzione di massa e abbia aperto la porta all’evoluzione di una vita più complessa, ma prima della scoperta dei nuovi microfossili c’erano poche prove dirette nella documentazione fossile.

I microfossili si trovano all’interno della selce nera come quella mostrata qui. Credito: Erica Barlow

La prima prova diretta che collega il cambiamento ambientale alla vita complessa

“Quello che mostriamo è la prima prova diretta che collega il cambiamento dell’ambiente durante un grande evento di ossidazione all’aumento della complessità della vita”, ha detto l’autrice corrispondente Erica Barlow, professoressa di ricerca associata presso il Dipartimento di Scienze della Terra della Penn State. “Questo è qualcosa che è stato ipotizzato, ma c’è poco nella documentazione fossile che non siamo stati in grado di testare”.

Rispetto agli organismi moderni e alle alghe

Rispetto agli organismi moderni, i microfossili assomigliano più a un tipo di alghe che alla vita procariotica più semplice – organismi come i batteri, per esempio – che esistevano prima del grande evento di ossidazione, hanno detto gli scienziati. Le alghe, come tutte le altre piante e animali, sono eucarioti, ovvero organismi più complessi le cui cellule contengono un nucleo legato a una membrana.

Gli scienziati hanno affermato che è necessario ulteriore lavoro per determinare se i microfossili siano stati lasciati da organismi eucarioti, ma questa possibilità avrebbe importanti implicazioni. Sposterebbe indietro di 750 milioni di anni la documentazione dei microfossili eucariotici.

L’Hammersley Range, una regione montuosa dell’Australia occidentale, dove i ricercatori hanno condotto il loro lavoro. Credito: Erica Barlow

“I microfossili hanno una notevole somiglianza con una famiglia moderna chiamata Volvocaceae”, ha detto Barlow. “Ciò suggerisce che il fossile potrebbe essere uno dei primi fossili eucariotici. Questa è una grande affermazione e qualcosa che necessita di più lavoro, ma solleva una questione interessante su cui la comunità può basarsi e testare.”

Barlow ha scoperto la roccia contenente i fossili mentre conduceva la sua ricerca universitaria presso l’Università del Nuovo Galles del Sud (USNW) in Australia, e ha condotto il lavoro attuale come parte del suo lavoro di dottorato presso l’UNSW e poi mentre lavorava come ricercatrice post-dottorato presso la Penn State.

Implicazioni e ricerche future

“Questi fossili specifici sono straordinariamente ben conservati, il che ha consentito uno studio combinato della loro morfologia, composizione e complessità”, ha affermato Christopher House, professore di scienze della terra alla Penn State e coautore dello studio. “I risultati forniscono una finestra affascinante sui cambiamenti della biosfera miliardi di anni fa”.

Gli scienziati hanno analizzato la composizione chimica e la composizione isotopica del carbonio dei microfossili e hanno stabilito che il carbonio è stato creato da organismi viventi, confermando che le strutture erano effettivamente fossili biologici. Hanno inoltre rivelato informazioni dettagliate sull’habitat, sulla riproduzione e sul metabolismo dei microrganismi.

Barlow ha confrontato i campioni con i microfossili prima del grande evento di ossidazione e non è stato in grado di trovare organismi simili. Ha detto che i microfossili che ha trovato erano più grandi e avevano disposizioni cellulari più complesse.

“I dati sembrano rivelare un’ondata di vita: c’è un aumento nella diversità e nella complessità di questa vita fossilizzata che stiamo trovando”, ha detto Barlow.

Rispetto agli organismi moderni, i microfossili hanno chiare somiglianze con le colonie di alghe, ha detto Barlow, inclusa la forma, le dimensioni e la distribuzione sia della colonia che delle singole cellule e delle membrane attorno sia alla cellula che alla colonia.

“Hanno una notevole somiglianza e, con questo metodo di confronto, possiamo dire che questi fossili erano relativamente complessi”, ha detto Barlow. “Non c’è nulla di simile nei reperti fossili, tuttavia presenta sorprendenti somiglianze con le alghe moderne”.

Implicazioni più ampie per comprendere la vita sulla Terra e oltre

Gli scienziati hanno affermato che i risultati hanno implicazioni sul tempo impiegato dalla vita complessa per formarsi sulla Terra primordiale – la più antica prova incontrovertibile della vita risale a 3,5 miliardi di anni – e su ciò che la ricerca potrebbe rivelare sulla vita altrove nel sistema solare.

“Penso che trovare un fossile così grande e complesso, relativamente all’inizio della storia della vita sulla Terra, ti porti a chiederti: se troviamo la vita da qualche altra parte, potrebbe non essere solo vita batterica procariotica”, ha detto Barlow. . “Potrebbe esserci la possibilità che sia conservato qualcosa di più complesso – anche se è ancora microscopico, potrebbe essere qualcosa di un ordine leggermente superiore”.

Riferimento: “I microfossili distintivi supportano l’emergenza paleozoica di un’organizzazione cellulare complessa” di Erica V. Barlow, Christopher H. House, Ming-Chang Liu e Maxwell T. Witherington e Martin J. Van Kranendonck, 6 ottobre 2023, Geologia.
doi: 10.1111/gbi.12576

Ha contribuito anche Maxwell Witherington, scienziato dello staff della Penn State; Ming Chang Liu, uno scienziato del Lawrence Livermore National Laboratory; e Martin Van Kranendonck, professore all’Università del Nuovo Galles del Sud in Australia.

Consiglio australiano delle ricerche, NASA La National Science Foundation ha fornito finanziamenti per questo lavoro.