Fósiles de 567 millones de años redefinen el origen de la vida animal en la Tierra

Un equipo de investigadores descubrió un extraordinario sitio fósil en una remota región de los Territorios del Noroeste en Canadá, que proporciona nuevos detalles sobre algunos de los primeros animales complejos de la Tierra. Los fósiles pertenecen a la biota ediacarana, un conjunto de organismos en su mayoría de cuerpo blando que habitaron los antiguos fondos marinos hace más de 500 millones de años.

Algunos de los especímenes tienen aproximadamente 567 millones de años, lo que sugiere que el movimiento animal y la reproducción sexual comenzaron entre 5 y 10 millones de años antes de lo que indicaban las evidencias previas. El estudio, liderado por científicos del American Museum of Natural History y Dartmouth, fue publicado en la revista Science Advances.

"Durante 3 mil millones de años, la vida en la Tierra estuvo dominada por microbios. Luego, de repente, aparecen estos extraños animales marinos lo suficientemente grandes como para ser vistos y capaces de comportamientos que hoy nos resultarían familiares", comentó el autor principal del estudio, Scott Evans, curador asistente de paleontología de invertebrados en el American Museum of Natural History. "Si queremos entender esta transición, cuando la vida se volvió grande, compleja e inconfundiblemente animal, este nuevo sitio tiene un potencial enorme".

Una ventana rara hacia los primeros animales

Los organismos ediacaran presentaron muchas formas desconocidas, incluyendo discos planos, formas foliosas y óvalos acanalados. Sus fósiles ofrecen el primer registro directo de vida animal multicelular.

Algunas especies de ediacaran han sido vinculadas a grupos de animales que aún existen, como moluscos, nematodos, medusas y cnidarios (un grupo que abarca medusas y corales). Otras especies no se parecen a nada vivo hoy en día. Aun así, incluyen los animales más antiguos conocidos capaces de moverse para encontrar alimento o reproducirse sexualmente.

La mayoría de estos organismos vivieron antes de que los animales desarrollaran comúnmente conchas, huesos u otras partes duras del cuerpo. Sus cuerpos blandos rara vez se fosilizaron, lo que significa que solo condiciones ambientales excepcionales pudieron preservarlos.

Se han encontrado fósiles de ediacaran en todos los continentes excepto en la Antártida, pero los sitios con más de 10 especies son extremadamente raros. Como resultado, los científicos han tenido solo evidencia limitada de este período crucial, que duró aproximadamente 40 millones de años.

Una comunidad del Mar Blanco encontrada en América del Norte

Los investigadores dividieron los organismos ediacaran en tres grupos principales, conocidos como ensamblajes, según su ubicación en el registro geológico. Estos son el ensamblaje Avalon (575-559 millones de años atrás), el ensamblaje Mar Blanco (559-550 millones de años atrás) y el ensamblaje Nama (550-538 millones de años atrás).

Antes de este descubrimiento, los fósiles del Mar Blanco se habían documentado en Europa, Asia y Australia, pero no en América del Norte. Los nuevos fósiles fueron encontrados en capas de roca antigua en las Montañas Mackenzie de Canadá.

El sitio está ubicado en las tierras tradicionales de los Sahtú Dene y Métis. Miembros de esas comunidades brindaron orientación y permiso a los investigadores para ingresar y estudiar el área.

El trabajo se basa en investigaciones geológicas previas en la región, pero la escala y diversidad del hallazgo marcan un avance importante. Los científicos identificaron más de 100 fósiles, incluyendo seis grupos que nunca se habían registrado anteriormente en América del Norte.

Incluso más sorprendente fue su antigüedad. Algunos especímenes datan de aproximadamente 567 millones de años, lo que los hace de 5 a 10 millones de años más antiguos que otros fósiles conocidos del Mar Blanco. Esto los sitúa dentro del mismo amplio período de tiempo que el ensamblaje Avalon más antiguo.

Las capas que contienen los fósiles también están cubiertas por cientos de pies de roca que pueden contener más especímenes, lo que sugiere que aún queda mucho por descubrir.

"No solo este nuevo sitio es altamente diverso, sino que también proviene de una parte de la sucesión rocosa donde previamente carecíamos de restos fósiles", afirmó Justin Strauss, coautor del estudio y profesor asociado de Ciencias de la Tierra y Planetarias de Dartmouth, quien ha estado explorando esta área durante aproximadamente 15 años. "Esto es realmente emocionante. Dada nuestra comprensión de la geología regional en el noroeste de Canadá, hay un gran potencial aquí para revisar nuestra comprensión de la historia de la Tierra ediacarana".

Creaturas extrañas de un antiguo fondo marino

Varios de los fósiles representan organismos nunca antes encontrados en América del Norte.

Dickinsonia era un animal plano que se desplazaba por el fondo marino. No tenía boca y aparentemente obtenía nutrientes al absorber bacterias y algas a través de toda su superficie inferior. Evans comparó su cuerpo circular dividido con un "tapete de baño" o "panqueque".

Funisia era un organismo tubular estacionario que vivía en grupos de individuos de tamaño similar. Proporciona la evidencia fósil más antigua conocida de reproducción sexual. Al igual que los corales modernos, podría haberse reproducido mediante una liberación coordinada de espermatozoides y óvulos en el agua circundante.

Kimberella se movía con la ayuda de un pie muscular y raspaba alimento del fondo marino. Los científicos comúnmente lo interpretan como un pariente temprano de los moluscos. Los nuevos especímenes descubiertos también pueden convertirlo en el fósil bilateriano más antiguo conocido, el grupo de animales con un frente, atrás, arriba y abajo distintos con lados simétricos que constituye más del 99% de todos los animales conocidos.

El sitio también preservó Eoandromeda, una posible medusa con ocho brazos dispuestos en espiral.

¿Comenzó la innovación animal en aguas profundas?

Los fósiles indican que estos organismos vivieron en aguas más profundas de lo que los científicos habían asociado previamente con el ensamblaje del Mar Blanco.

Esto apoya la idea en desarrollo de que los primeros animales pueden haber aparecido primero en entornos marinos profundos, antes de extenderse gradualmente a aguas costeras más superficiales. Ese patrón es el inverso de lo que se volvió más común en la evolución animal posterior.

"Estos resultados sugieren un patrón donde la innovación evolutiva comienza en ambientes más profundos y luego se extiende hacia la costa", dijo Evans. "Pensamos en el océano profundo como un lugar oscuro e inhóspito, pero también es relativamente estable, con pocas fluctuaciones en cosas como la temperatura y el oxígeno esenciales para la mayoría de las formas de vida animal. Esta estabilidad puede haber proporcionado oportunidades clave para apoyar la vida animal temprana".

Las condiciones estables del océano profundo pueden, por lo tanto, haber ofrecido un entorno favorable para las primeras etapas de la diversificación animal.

Preservando el registro fósil de Canadá

Eventualmente, los fósiles se convertirán en parte de la colección permanente del Prince of Wales Northern Heritage Centre en Yellowknife, Territorios del Noroeste.

Otros coautores del estudio incluyen a Erik Sperling, de Stanford University; y Kimberly Lau, de The Pennsylvania State University.

Este trabajo fue apoyado por una subvención de Exobiología de la NASA (# 80NSSC25K7024); una subvención de la U.S. National Science Foundation (NSF) (# EAR-20 2143164); y subvenciones de Investigación Fronteriza en Ciencias de la Tierra de la NSF (# EAR-2021324 EAR-2021176).