Gli steroidi primordiali risolvono a lungo

Composti risalenti a 1,6 miliardi di anni fa rivelano una transizione microbica che ha posto le basi per gran parte della vita odierna sulla Terra.

Gli steroidi scoperti in rocce vecchie di 1,6 miliardi di anni potrebbero aiutare gli scienziati a risolvere un mistero di lunga data sull'evoluzione della vita unicellulare.

Questi composti sono prodotti da organismi eucarioti, che sono definiti avendo cellule con nuclei e organelli interni legati da membrane. Gli eucarioti moderni includono piante, funghi e animali. Al contrario, i procarioti – batteri e archaea – non hanno queste caratteristiche. Sulla base dei dati molecolari, i ricercatori sanno che gli eucarioti unicellulari si sono evoluti per la prima volta almeno 2 miliardi di anni fa, ma esistono pochissime testimonianze fossili dei loro primi giorni.

Particolarmente sconcertante è il fatto che gli steroidi prodotti dagli eucarioti come parte delle loro membrane non compaiono nella documentazione fossile fino a circa 800 milioni di anni fa. L'ultimo antenato comune dei moderni eucarioti, compresi gli esseri umani di oggi, visse circa 1,2 miliardi di anni fa e deve aver prodotto questi steroidi, creando confusione sul motivo per cui non si trovavano nelle rocce antiche.

Ora i ricercatori hanno scoperto che stavano cercando la cosa sbagliata. Invece di cercare composti steroidei dall'aspetto moderno, hanno scoperto precursori provenienti da fasi precedenti del metabolismo dei microbi. Il team ha pubblicato i risultati mercoledì (7 giugno) sulla rivista Nature.

"È come passare davanti a qualcosa di ovvio ogni giorno ma non 'vederlo'", ha detto a WordsSideKick.com il primo autore dello studio Jochen Brocks, professore presso la Research School of Earth Sciences presso l'Australian National University. "Ma una volta che sai come appare, lo vedi improvvisamente ovunque."

Una volta che i ricercatori hanno capito quali molecole cercare, le hanno trovate su tutte le rocce sedimentarie risalenti a un periodo compreso tra 1 e 1,6 miliardi di anni fa. Ciò cambia il quadro di ciò che i ricercatori credevano riguardo all’abbondanza originaria degli eucarioti, ha detto Brocks.

"In precedenza pensavamo che gli eucarioti fossero molto scarsi o limitati ad ambienti marginali dove non possiamo trovare i fossili molecolari", ha detto. "Ora sembra che forme più primordiali potrebbero essere abbastanza abbondanti anche in habitat marini aperti."

I composti sono stati inizialmente trovati nelle rocce che si formarono sul fondo dell'antico oceano, che ora sono esposte sulla terraferma nel Territorio del Nord dell'Australia. Quando i ricercatori hanno ampliato la loro ricerca a rocce vecchie di miliardi di anni a livello globale, hanno trovato tracce di steroidi in antichi corsi d’acqua provenienti da tutto il mondo, tra cui l’Africa occidentale, la Scandinavia e la Cina.

I campioni più antichi risalgono a 1,64 miliardi di anni; gli scienziati devono ancora trovare rocce più antiche che siano conservate abbastanza bene per l'analisi. C'è anche una lacuna nella documentazione che va da 1 miliardo a 800 milioni di anni fa, ha detto Brocks, perché esistono ancora poche rocce marine di quel periodo di tempo. Tuttavia, ha detto, quel periodo è proprio al culmine dell’emergere dei moderni eucarioti, quindi è importante colmare queste lacune.

Il nuovo studio rappresenta un "passo significativo" in avanti nel completare i dati mancanti sui primi eucarioti, ha affermato Laura Katz, una biologa dello Smith College che studia l'evoluzione degli eucarioti ma non è stata coinvolta nel nuovo studio.

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"Questo documento ci sta aiutando a comprendere questi primi eucarioti e come avrebbero potuto essere i primi eucarioti", ha detto Katz.

Questi organismi si sono evoluti in un ambiente molto diverso da quello odierno, ha detto a WordsSideKick.com Andrew Roger, un biologo molecolare della Dalhousie University in Canada, non coinvolto nella ricerca. L'atmosfera terrestre non conteneva livelli significativi di ossigeno fino a 2,4 miliardi di anni fa e non ha raggiunto i livelli di ossigeno moderni fino a 650 milioni di anni fa, ha detto Roger.

I livelli di ossigeno nell’atmosfera potrebbero aver avuto un ruolo nei tempi dell’evoluzione degli eucarioti, dato che la maggior parte degli eucarioti utilizza l’ossigeno nel proprio metabolismo, ha affermato. È anche possibile che gli steroidi di nuova evoluzione abbiano permesso a questi primi eucarioti di spostarsi in nuovi ambienti ricchi di ossigeno, ha detto Katz.