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Oltre 12.000 fossili microscopici, sepolti in rocce australiane di circa 1,7 miliardi di anni fa, stanno aiutando a chiarire una delle grandi questioni della biologia: il ruolo dell’ossigeno nella comparsa della vita complessa. Questi resti appartengono ad alcuni dei più antichi eucarioti conosciuti sulla Terra, e raccontano una storia piuttosto netta. Le prime cellule complesse vivevano in ambienti molto diversi tra loro, dalle piane fangose costiere al mare aperto, ma sempre e soltanto dove c’era ossigeno disponibile. Dove invece l’ossigeno mancava si trovavano solo microbi più semplici.
Il materiale di partenza non arriva da uno scavo spettacolare. A Darwin, città tropicale dell’Australia settentrionale, il Northern Territory Geological Survey conserva in un magazzino all’aperto decine di vassoi pieni di carote di roccia cilindriche. Sono state estratte decenni fa da compagnie di esplorazione mineraria, che avevano perforato il sottosuolo fino a centinaia di metri di profondità. Una parte di questi campioni è costituita da argillite, una roccia sedimentaria che nasce dal fango del fondale marino indurito nel tempo. Chi aveva eseguito le trivellazioni ignorava quasi del tutto che in quelle argilliti fossero rimasti intrappolati organismi microscopici, depositati sul fondo di un antico mare interno che più di 1,5 miliardi di anni fa copriva gran parte del nord dell’Australia.
Cellule piccole ma già complesse
Per capire la portata della scoperta bisogna partire dalla grande divisione della vita sul pianeta. Da una parte ci sono i procarioti, cioè batteri e archei, con un’organizzazione cellulare semplice e per lo più unicellulari. Dall’altra ci sono gli eucarioti, categoria che comprende animali, piante, alghe e funghi. Le loro cellule sono molto più elaborate, con un nucleo e strutture specializzate come gli organelli, ciascuno dedicato a un compito preciso.
Questa rivoluzione eucariotica ha cambiato il volto della Terra e ha portato, molto più avanti, alla comparsa degli animali e quindi anche della specie umana. Gli studi genetici sugli organismi viventi hanno ormai consolidato l’idea che l’ultimo antenato comune di tutti gli eucarioti sia nato dall’unione simbiotica di almeno due microbi procarioti, un archeo e un batterio. Fossili di eucarioti si trovano in tutto il mondo in rocce vecchie almeno 1,5 miliardi di anni, ma quelli del Territorio del Nord sono i più antichi finora noti a livello globale, con esemplari che risalgono a 1,75 miliardi di anni fa. Il mondo in cui queste forme di vita si sono evolute, però, è rimasto a lungo avvolto nel mistero.
Ossigeno alleato o nemico degli eucarioti
Oggi quasi tutti gli eucarioti hanno bisogno di ossigeno per sopravvivere, perché la respirazione aerobica fornisce le enormi quantità di energia richieste da un organismo complesso. Negli ultimi anni questa certezza ha cominciato a vacillare. Sono stati scoperti eucarioti enigmatici capaci di prosperare anche in assenza di ossigeno, e i dati geologici suggeriscono che all’epoca delle prime cellule complesse l’ossigeno fosse molto più scarso, con habitat marini privi di questo gas come situazione normale. Da qui il dubbio che gli eucarioti non ne siano sempre stati dipendenti.
Il gruppo guidato da Maxwell Lechte e Leigh Anne Riedman ha frantumato e sciolto i campioni di argillite custoditi a Darwin, poi ha esaminato al microscopio il residuo organico rimasto, individuando oltre 12.000 fossili. Parallelamente sono state analizzate le rocce stesse, per ricostruire l’ambiente in cui i sedimenti si erano depositati e verificare, attraverso la chimica, se nell’acqua di mare antica ci fosse ossigeno. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
I fossili di eucarioti comparivano in ambienti che andavano dalle piane fangose costiere al mare aperto, ma esclusivamente nei campioni formatisi in condizioni ossigenate. Nei sedimenti privi di ossigeno c’erano solo forme procariotiche semplici. Secondo i ricercatori anche gli eucarioti più antichi, vissuti tra 1,7 e 1,4 miliardi di anni fa, dipendevano quindi dall’ossigeno, un risultato che rafforza l’ipotesi di lunga data secondo cui questo elemento avrebbe spinto l’evoluzione delle prime cellule complesse.
Fonte: TecnoAndroid
