Los orígenes pobres en oxígeno de la vida compleja

Se observó al microscopio una muestra de dolomita de la Formación Cámbrica Muav. Se pueden observar varias generaciones de crecimiento mineral. En el estudio, utilizamos un sistema de ablación láser para tomar muestras de tejidos minerales específicos y medir sus composiciones de U y Pb. Crédito: Uri Ryb

Un estudio reciente presenta un uso innovador de la geocronología U-Pb de la dolomita, proporcionando nuevos conocimientos sobre el desarrollo de ecosistemas marinos antiguos. Al identificar variaciones en las proporciones U-Pb de muestras de dolomita, los investigadores establecieron un método confiable para estimar los niveles de oxígeno en ambientes marinos antiguos, ambientes cruciales donde se originaron y desarrollaron los primeros animales.

Sus hallazgos revelan un aumento significativo de la oxigenación marina al final del Paleozoico (hace 400 millones de años), cientos de millones de años después de la aparición de la vida animal. Estos hallazgos sugieren que los primeros animales evolucionaron en océanos que eran en su mayoría pobres en oxígeno y profundizan nuestra comprensión de las interacciones de los ecosistemas y la evolución de formas de vida complejas. Comprender estas relaciones proporciona un contexto crítico para futuras observaciones de exoplanetautilizando la nueva generación de telescopios espaciales en la búsqueda de vida extraterrestre.

Un nuevo enfoque para la oxigenación marina

El Dr. Uri Ryb y el Dr. Michal Ben-Israel del Instituto de Ciencias de la Tierra de la Universidad Hebrea, junto con sus colaboradores, han realizado un descubrimiento importante en el campo de las ciencias de la Tierra. Su estudio, publicado en Comunicaciones naturalesintroduce un nuevo enfoque para reconstruir el aumento de oxígeno en ambientes marinos antiguos utilizando mediciones de U y Pb en rocas de dolomita que abarcan los últimos 1.200 millones de años.

Mostrando la secuencia de rocas sedimentarias Paleozoicas del Gran Cañón, de donde se recolectaron muestras para este estudio. Los escarpados acantilados están formados por formaciones de piedra caliza marina o dolomita. Crédito: Uri Ryb

Los científicos normalmente estimaban los niveles de oxígeno en los océanos antiguos basándose en la composición de elementos «sensibles al redox» conservados en rocas sedimentarias antiguas. Pero estas composiciones pueden modificarse fácilmente a lo largo de la historia geológica. El equipo superó este desafío desarrollando un nuevo enfoque que utiliza la datación U-Pb con dolomita para detectar señales de oxigenación resistentes a dicha alteración, lo que nos brinda una perspectiva imparcial sobre la dinámica de la oxigenación marina.

Información sobre la oxigenación marina antigua

Sus registros indican un aumento dramático en la oxigenación de los océanos al final del Paleozoico, cientos de millones de años después de que emergieran los primeros animales. Esto es consistente con otras evidencias que indican la oxigenación de los océanos al mismo tiempo, apoya la hipótesis de que los animales evolucionaron en océanos que en su mayoría estaban limitados por oxígeno y sugiere que los cambios en el oxígeno de los océanos fueron impulsados ​​por la evolución.

Según el Dr. Ryb, estos descubrimientos no sólo mejoran nuestra comprensión de los antiguos ecosistemas terrestres, sino que también tienen implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre. “Revelar la dinámica entre la evolución y los niveles de oxígeno en los ambientes primitivos de la Tierra puede poner en contexto las observaciones de la composición atmosférica de los exoplanetas que ahora están disponibles a través de la nueva generación de telescopios espaciales. Específicamente, sugiere que niveles bajos de oxígeno son suficientes para que prosperen formas de vida complejas.

Referencia: “Oxigenación del Paleozoico tardío de entornos marinos respaldada por la datación Dolomita U-Pb” por Michal Ben-Israel, Robert M. Holder, Lyle L. Nelson, Emily F. Smith, Andrew RC Kylander-Clark y Uri Ryb, 3 de abril de 2024, Comunicaciones naturales.
DOI: 10.1038/s41467-024-46660-7

El estudio fue financiado por la Fundación Científica de Israel y la Universidad Johns Hopkins.