Cómo la glaciación extrema transformó la evolución biológica en la Tierra hace 700 millones de años

Hace unos 700 millones de años, la Tierra vivió uno de los períodos más extremos de su historia: la era geológica conocida como Tierra Bola de Nieve. Durante este tiempo, el planeta experimentó condiciones climáticas extremas, con glaciares extendiéndose hasta el ecuador, lo que transformó drásticamente los ecosistemas.

En medio de este mundo inhóspito, surgió un cambio evolutivo clave: la transición de los organismos unicelulares a organismos multicelulares, lo que más tarde daría lugar a la diversidad de vida compleja que conocemos hoy, desde plantas y animales hasta los seres humanos.

Un reciente estudio publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B ha arrojado nueva luz sobre cómo estas condiciones extremas podrían haber sido la fuerza impulsora detrás de la evolución hacia la pluricelularidad. Según los autores, el aumento de la viscosidad del océano y la escasez de nutrientes durante la Tierra Bola de Nieve desempeñaron un papel crucial en la aparición de formas de vida multicelulares.

Durante 1000 millones de años, los eucariotas unicelulares, organismos compuestos por una sola célula con un núcleo definido, dominaron la Tierra. Sin embargo, hace unos 700 millones de años, durante la glaciación de la Tierra Bola de Nieve, comenzó a surgir la multicelularidad. Este cambio en la estructura biológica de los organismos marcó una de las transiciones más significativas en la historia de la vida en la Tierra, permitiendo la aparición de formas de vida complejas como los animales, las plantas y los hongos.

Resolver por qué y cómo se produjo esta transición puede ser la clave para entender la complejidad biológica que hoy observamos en nuestro planeta y también podría proporcionar pistas sobre la posible existencia de vida en otros planetas. Tradicionalmente, se ha pensado que los niveles crecientes de oxígeno en la atmósfera fueron el desencadenante para que las células individuales comenzaran a formar colonias multicelulares. Sin embargo, esta teoría no explica completamente por qué los ancestros multicelulares de animales, plantas y hongos aparecieron casi simultáneamente, ni por qué esta transición evolucionó después de un largo período de unicelularidad.

El nuevo estudio sugiere que las condiciones físicas extremas de la Tierra Bola de Nieve, como la falta de luz solar y la escasez de nutrientes en los océanos helados, podrían haber creado un ambiente propicio para la evolución de organismos multicelulares. Según William Crockett, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), “parece casi contraintuitivo que estas condiciones tan duras, un planeta completamente helado, seleccionaran organismos más grandes y complejos en lugar de extinguirlos o hacerlos más pequeños”.

El modelo presentado en el estudio indica que los organismos unicelulares que dependían de la difusión para moverse y alimentarse, como las bacterias, tendieron a hacerse más pequeños bajo las presiones de la Tierra Bola de Nieve. Sin embargo, los organismos más grandes, que procesaban más agua para obtener nutrientes, sobrevivieron mejor, ya que podían acceder a más recursos en medio de la escasez.

Los océanos helados habrían bloqueado gran parte de la luz solar, lo que redujo significativamente la fotosíntesis y agotó los nutrientes disponibles en el agua. Esta situación, en lugar de ser un obstáculo, pudo haber favorecido la evolución de organismos más grandes y complejos capaces de procesar grandes cantidades de agua en busca de nutrientes.

Una vez que los glaciares de la Tierra Bola de Nieve comenzaron a derretirse, estos organismos más grandes y complejos tuvieron la oportunidad de expandirse aún más, dominando los ecosistemas emergentes y marcando el inicio de la diversificación de las formas de vida multicelulares que luego se convertirían en animales, plantas y hongos.

Este hallazgo también está respaldado por recientes investigaciones paleontológicas. El estudio se basó en parte en trabajos realizados por Jack Shaw, ex becario del Instituto Santa Fe (SFI), y Carl Simpson, científico de la Universidad de Colorado, Boulder. “Nuestro estudio ofrece hipótesis sobre las características de los organismos ancestrales que los paleontólogos pueden buscar en el registro fósil”, dijo Crockett.

El estudio no solo arroja luz sobre el pasado de la Tierra, sino que también ofrece herramientas para futuras investigaciones. Según Christopher Kempes, autor principal del artículo y profesor del SFI, “ofrecemos un marco útil para que las personas interpreten el pasado de la Tierra, comprendan la ecología moderna y estudien la fisiología de los organismos en el laboratorio”.

La transición hacia la multicelularidad fue uno de los eventos más importantes en la historia de la evolución, y la Tierra Bola de Nieve, con su combinación de océanos congelados y condiciones extremas, parece haber jugado un papel crucial en este proceso. Pero, más allá de comprender cómo evolucionaron los organismos en la Tierra, estos hallazgos podrían tener implicaciones significativas para la búsqueda de vida en otros planetas.

La capacidad de los organismos para adaptarse y prosperar en condiciones ambientales extremadamente adversas sugiere que la vida podría surgir y evolucionar en lugares donde antes no lo habríamos considerado posible. Las condiciones que enfrentaron los primeros organismos multicelulares en la Tierra Bola de Nieve —falta de luz, privación de nutrientes y temperaturas extremas— podrían ser similares a las que existen en otros mundos, como las lunas heladas de Júpiter o Saturno.

Además, este nuevo marco de investigación sobre los efectos de las condiciones físicas extremas sobre la evolución podría ser clave para diseñar futuros experimentos y estudios en astrobiología. Al analizar cómo los organismos en la Tierra Bola de Nieve lograron superar las barreras de la evolución, los científicos pueden generar nuevos enfoques para explorar cómo podría surgir la vida en otros ambientes hostiles.

Este estudio no solo nos acerca a comprender mejor la evolución de la vida en la Tierra, sino que también destaca la importancia de las condiciones ambientales en la evolución de la complejidad biológica.

A medida que los científicos continúan desenterrando los misterios del pasado evolutivo de nuestro planeta, cada vez queda más claro que las condiciones extremas, lejos de ser solo obstáculos, podrían haber sido catalizadores para algunos de los avances más significativos en la historia de la vida.