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Oct 12, 2023

Resti di un mondo estinto di organismi disco

Until now, certain biomarkers, the "protosteroids," have

Finora alcuni biomarcatori, i “protosteroidi”, sono stati trascurati come testimoni fossili della vita primordiale.

Centro di ricerca geografica GFZ Potsdam, Centro Helmholtz

immagine: immaginazione dell'artista di un assemblaggio di organismi eucarioti primordiali del "Protosterol Biota" che popolano un tappeto batterico sul fondo dell'oceano. Sulla base dei fossili molecolari, gli organismi del Protosterol Biota vivevano negli oceani da circa 1,6 a 1,0 miliardi di anni fa e sono i nostri primi antenati conosciuti (credito: Orchestrated in MidJourney di TA 2023).vedere di più

Credito: orchestrato a metà viaggio da TA 2023

Le firme dei biomarcatori recentemente scoperte indicano un’intera gamma di organismi precedentemente sconosciuti che dominavano la vita complessa sulla Terra circa un miliardo di anni fa. Differivano dalla complessa vita eucariotica come la conosciamo, come animali, piante e alghe, nella loro struttura cellulare e probabilmente nel metabolismo, che era adattato a un mondo che aveva molto meno ossigeno nell'atmosfera rispetto a oggi. Un team internazionale di ricercatori, tra cui il geochimico della GFZ Christian Hallmann, ora riferisce di questa svolta nel campo della geobiologia evolutiva sulla rivista Nature.

È stato dimostrato che i "protosteroidi" precedentemente sconosciuti erano sorprendentemente abbondanti durante il Medioevo della Terra. Le molecole primordiali furono prodotte in uno stadio precedente della complessità eucariotica, estendendo l’attuale documentazione di steroidi fossili oltre 800 e fino a 1.600 milioni di anni fa. Eucarioti è il termine per un regno della vita che comprende tutti gli animali, le piante e le alghe e si distingue dai batteri perché ha una struttura cellulare complessa che include un nucleo, nonché un macchinario molecolare più complesso. "Il punto forte di questa scoperta non è solo l'estensione dell'attuale documentazione molecolare degli eucarioti", afferma Hallmann: "Dato che l'ultimo antenato comune di tutti gli eucarioti moderni, compresi noi umani, era probabilmente in grado di produrre steroli moderni 'regolari', è molto probabile che gli eucarioti responsabili di queste rare firme appartenessero al tronco dell'albero filogenetico".

Uno sguardo senza precedenti su un mondo perduto

Questa "radice" rappresenta il lignaggio ancestrale comune che fu un precursore di tutti i rami ancora viventi degli eucarioti. I suoi rappresentanti sono estinti da tempo, ma i dettagli della loro natura potrebbero far luce sulle condizioni che circondano l’evoluzione della vita complessa. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per valutare quale percentuale di protosteroidi possa aver avuto una rara fonte batterica, la scoperta di queste nuove molecole non solo riconcilia la documentazione geologica dei fossili tradizionali con quella delle molecole lipidiche fossili, ma offre uno scorcio raro e senza precedenti di un mondo perduto della vita antica. La scomparsa competitiva degli eucarioti dei gruppi staminali, segnata dalla prima comparsa dei moderni steroidi fossili circa 800 milioni di anni fa, potrebbe riflettere uno degli eventi più incisivi nell’evoluzione di una vita sempre più complessa.

"Quasi tutti gli eucarioti biosintetizzano gli steroidi, come il colesterolo prodotto dagli esseri umani e dalla maggior parte degli animali", aggiunge Benjamin Nettersheim dell'Università di Brema, primo autore dello studio. "A causa degli effetti potenzialmente negativi sulla salute derivanti da livelli elevati di colesterolo negli esseri umani, il colesterolo non ha la migliore reputazione dal punto di vista medico. Tuttavia, queste molecole lipidiche sono parte integrante delle membrane cellulari eucariotiche dove aiutano in una varietà di funzioni fisiologiche. Cercando steroidi fossilizzati nelle rocce antiche, possiamo tracciare l'evoluzione di sempre più vita complessa”.

Ciò che il premio Nobel riteneva impossibile...

Il premio Nobel Konrad Bloch aveva già ipotizzato un simile biomarcatore in un saggio quasi 30 anni fa. Bloch ha suggerito che gli intermedi di breve durata nella moderna biosintesi degli steroidi potrebbero non essere sempre stati intermedi. Credeva che la biosintesi dei lipidi si fosse evoluta parallelamente al cambiamento delle condizioni ambientali nel corso della storia della Terra. A differenza di Bloch, che non credeva che questi antichi intermedi potessero mai essere trovati, Nettersheim iniziò a cercare protosteroidi in antiche rocce depositate in un momento in cui quegli intermedi avrebbero potuto effettivamente essere il prodotto finale.