I grassi primordiali rivelano creature di un mondo precedente
Gli steroidi sono stati trovati in rocce antiche, il che indica che gli antenati degli eucarioti vissero circa 1,6-0,8 miliardi di anni fa.
Batteri, archei ed eucarioti: La vita sulla terra è tradizionalmente suddivisa in questi tre domini. Gli organismi multicellulari come le piante, i funghi e gli animali, che hanno cellule più complesse con un vero e proprio nucleo cellulare, sono classificati come eucarioti. Ma quando sono nati i primi organismi eucarioti sulla Terra? I reperti microfossili più antichi provengono da rocce australiane risalenti a circa 1,5 miliardi di anni fa e sono stati identificati come resti di alghe da indagini micropaleontologiche. Tuttavia, le analisi biochimiche sono molto più difficili. Finora si è riusciti a dimostrare che gli antenati degli eucarioti sono vissuti tra i 1000 e gli 800 milioni di anni fa.
Un team internazionale di ricercatori ha cercato biomarcatori fossili in campioni di roccia vecchi fino a 1,64 miliardi di anni provenienti dall'Australia e da altri paesi del mondo e ha scoperto steroidi primordiali. Questi cosiddetti protosteroidi indicano un'intera gamma di organismi eucarioti precedentemente sconosciuti che vivevano in ambienti acquatici tra 1,6 e 0,8 miliardi di anni fa, come dimostrano i ricercatori nella loro pubblicazione su "Nature".
"Quasi tutti gli eucarioti producono steroidi, come il colesterolo, che viene prodotto dagli esseri umani e dalla maggior parte degli altri animali", spiega uno dei primi autori dello studio, Benjamin Nettersheim dell'Università di Brema. Queste molecole lipidiche sono parte integrante delle membrane delle cellule eucariotiche, dove svolgono una serie di funzioni fisiologiche". Cercando steroidi fossilizzati in antichi sedimenti, possiamo tracciare lo sviluppo di una vita sempre più complessa", afferma il ricercatore.
Ma come si fa a trovare queste molecole nelle rocce antiche? "Abbiamo utilizzato una combinazione di tecniche per convertire diversi steroidi moderni nel loro equivalente fossile; altrimenti non avremmo saputo cosa cercare", spiega Jochen Brocks, professore dell'Australian National University e primo autore della pubblicazione. I ricercatori avevano trascurato queste molecole per decenni perché non rientravano nella tipica griglia di ricerca molecolare. "Una volta individuato il nostro obiettivo, abbiamo scoperto che decine di altre rocce provenienti da acque di miliardi di anni fa in tutto il mondo erano piene di molecole fossili simili", afferma Brocks.
I protosteroidi scoperti suggeriscono quindi che gli antenati degli odierni eucarioti erano più diffusi molto più tempo fa di quanto suggerissero le precedenti prove biochimiche. Secondo gli autori, questi organismi differivano dagli organismi eucarioti come li conosciamo oggi per la loro struttura cellulare e forse anche per il loro metabolismo. Si trattava di un adattamento a un mondo in cui l'ossigeno nell'atmosfera era di gran lunga inferiore rispetto a quello attuale.
I campioni più antichi con il biomarcatore provengono dalla Formazione di Barney Creek in Australia e hanno un'età di 1,64 miliardi di anni. Negli strati rocciosi dei successivi 800 milioni di anni si trovano solo molecole fossilizzate di ureucarioti, prima che le firme molecolari degli eucarioti moderni compaiano per la prima volta nel cosiddetto periodo Tonium. Secondo Nettersheim, "la trasformazione del Tonium si rivela uno dei punti di svolta ecologici più profondi nella storia del nostro pianeta". Durante questo periodo, l'atmosfera terrestre si arricchì sempre più di ossigeno, un prodotto metabolico dei cianobatteri e delle prime alghe eucariotiche, tossico per molti altri organismi. Inoltre, in seguito si verificarono delle glaciazioni globali e le comunità di protosteroli si estinsero in gran parte. I discendenti erano probabilmente in grado di sopravvivere meglio al caldo e al freddo e alle radiazioni UV e hanno soppiantato i loro parenti originari.
La particolarità della scoperta non è solo la prova molecolare degli eucarioti, che possono essere datati molto prima, afferma Christian Hallmann, un altro autore dello studio. "Dal momento che l'ultimo antenato comune di tutti gli eucarioti moderni, compreso l'uomo, era probabilmente in grado di produrre steroli moderni 'normali', c'è un'alta probabilità che gli eucarioti responsabili di queste rare firme appartenessero al tronco dell'albero evolutivo", afferma il ricercatore del Centro Helmholtz di Potsdam - GFZ German Research Centre for Geosciences.
Questo "tronco" non è solo una prova molecolare, ma anche un'evidenza molecolare che può essere datata molto prima.
Questo "tronco" rappresenta il lignaggio comune di quegli organismi che sono stati gli antenati di tutti i rami degli eucarioti che vivono oggi. I loro rappresentanti si sono estinti da tempo, ma ulteriori indagini sulla loro natura potrebbero far luce su come si è evoluta la vita complessa, secondo i ricercatori.
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Immagine di copertina: © Australian National University (creata con MidJourney da TA 2023) (dettaglio) Illustrazione di una collezione di organismi eucarioti primordiali sul fondo del mare.
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