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El registro geológico de la evolución biológica primigenia

                        Andrew H. Knoll

Vivimos en un planeta que conserva su propia historia. De manera convencional, el registro fósil de la biología del pasado se lee a partir de los fósiles, especialmente de las conchas, huesos, huellas y rastros de animales antiguos. Este registro se extiende en el pasado hasta hace unos 580 millones de años, poco antes de la impresionante expansión evolutiva de la vida que se conoce como explosión cámbrica.

Sin embargo, la biología comparada deja claro que los animales, incluso los más antiguos, cuyos fósiles se han observado en rocas sedimentarias, ocupan sólo ramas superficiales en el el árbol de la vida. La mayor diversidad biológica se da principalmente en los microorganismos, y su historia debe de haber sido mucho más larga. Durante las cuatro últimas décadas se ha desvelado una gran parte de esta historia primigenia. Unas rocas de la isla ártica de Spitsbergen de finales del Proterozoico (con una antigüedad de 700-800 millones de años) nos muestran diferentes maneras de dejar una signatura biológica interpretable en las rocas sedimentarias por parte de los microorganismos. Las pizarras y cherts de Spitsbergen contienen gran abundancia de fósiles microscópicos, diminutos pero tremendamente informativos. Las pizarras también conservan antiguas moléculas de origen biológico que son una prueba de las vías biosintéticas que se daban en el mar a finales del Proteozoico.

 Además, los estromatolitos, estructuras laminadas que se encuentran en rocas carbonatadas antiguas, informan sobre las comunidades de los tapetes microbianos, mientras que la composición isotópica del carbono y del azufre en la sucesión de sedimentos registra aspectos de la diversidad metabólica.

 Con un grado de éxito variable, estas signaturas biológicas se han ido detectando retrospectivamente en los registros geológicos más antiguos. De manera colectiva, indican que hace 3800 millones de años se originaron unos organismos que sintetizaban materia orgánica utilizando energía química o luminosa. Las cianobacterias, esos microscópicos inventores de la fotosíntesis oxigénica de las "plantas verdes", ya existían hace 2700 millones de año como mínimo. En general, el registro paleobiológico indica que los principales grupos de bacterias y arqueas se diversificaron muy pronto en la historia del planeta. En cambio, los eucariotas, el gran dominio de la vida que incluye a la especie humana, tuvo su gran florecimiento en un intervalo de tiempo mucho más largo. La presencia de estéranos, moléculas de origen biológico, en rocas antiguas indica que las características que distinguen a los modernos eucariotas ya empezaron a acumularse hace unos 2700 millones de años. Hace al menos 1500 millones de años ya había células con una organización eucariótica esencialmente moderna. Sin embargo, la gran expansión de la diversidad eucariótica empezó hace entre 1200 y 1000 millones de años. En los últimos 500 millones de años del eón Proterozoico los fósiles de algas son mucho más abundantes y diversos. También se observa una expansión ecológica desde la predominancia inicial en ambientes costeros hasta su presencia abundante en la plataforma continental. Se han encontrado también protistas fósiles que documentan una diversidad ecológica cada vez mayor en las comunidades de finales del Proterozoico. La expansión evolutiva y ecológica de los organismos eucariotas coincidió con una gran transformación ambiental de los mares del Proterozoico y quizás esté relacionada con dicho cambio. Cuando la diversidad eucariótica empezó a aumentar, los mares iniciaron su transición y pasaron de ser aguas moderadamente oxigenadas en la superficie y con sulfuro de hidrógeno en el fondo, a la situación moderna en la que el agua de mar está "empapada" de oxígeno de arriba a abajo. Esta transición culminó hace unos 600 millones de años y preparó el escenario para la diversificación animal registrada en la explosión cámbrica.