1 · La Tierra antes de nosotros ciencia y técnica

Las primeras formas de vida

hace unos 3500 millones de años Mares de la Tierra primitiva

En breve

Las huellas de vida más antiguas son difíciles de reconocer, porque las rocas han cambiado muchas veces. En Australia Occidental hay estromatolitos, es decir, rocas en capas construidas por colonias de microbios, de unos 3450 millones de años. En Groenlandia, algunas estructuras de 3700 millones de años podrían ser aún más antiguas, pero los expertos no se ponen de acuerdo. Aquellos primeros seres vivos eran células sin núcleo, muy distintas de las plantas y los animales.

Por qué es importante La aparición de la vida transformó la Tierra de un planeta solo geológico en un mundo biológico.

Fuente: NASA Astrobiology, «On the Ground in Greenland»

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Ilustración: Las primeras formas de vida (Mares de la Tierra primitiva) — Ilustración creada con IA para Storiascopio

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La historia

Cómo se busca la vida más antigua

Imagina que buscas la huella de un animal que caminó por el barro hace miles de millones de años. El barro se ha convertido en roca, la roca ha sido aplastada, calentada, plegada y desgastada. Es lo que afrontan los científicos cuando buscan las primeras formas de vida. Aquellos primeros seres vivos eran células sencillísimas y diminutas, sin esqueleto ni concha, y no dejaban fósiles evidentes. Por eso el tema está lleno de pruebas discutidas, y a menudo los estudiosos no se ponen de acuerdo.

Una cosa, sin embargo, está clara: la vida apareció muy pronto, y durante casi tres mil millones de años, desde su comienzo hasta hace unos 600 millones de años, casi todos los seres vivos fueron microscópicos. Los animales, las plantas y los hongos llegaron muchísimo después.

Las rocas de Pilbara

Una de las pruebas que hoy se consideran más sólidas viene de Australia Occidental, de la región de Pilbara, en un lugar llamado Strelley Pool (estructuras parecidas, de unos 3480 millones de años, se encuentran también en North Pole, también en Pilbara). En Strelley Pool, en rocas de unos 3430-3450 millones de años, se encuentran estromatolitos, es decir, estructuras en capas, a veces con forma de cúpula o de cono. Los estromatolitos los construyen colonias de microbios que forman tapetes en las orillas: los microbios atrapan granos de sedimento o producen minerales, y capa tras capa la colonia crece. Son como pequeños arrecifes hechos por seres vivos.

¿Cómo se sabe que los de Strelley Pool los hicieron seres vivos y no solo fuerzas químicas? En 2006 la geóloga Abigail Allwood y sus colegas estudiaron la forma de las estructuras, su posición a lo largo de una antigua costa y la composición de las rocas, y concluyeron que el origen biológico era la mejor explicación. Todavía hoy existen estromatolitos vivos, por ejemplo en la bahía Shark, también en Australia Occidental, y permiten comparar.

Las pruebas más antiguas y más discutidas

Más atrás todavía hay indicios que dividen a los científicos. En Groenlandia, en la región de Isua, en 2016 un grupo dirigido por Allen Nutman describió estructuras cónicas en rocas de unos 3700 millones de años, que interpretó como estromatolitos. Otros investigadores, unos años más tarde, sostuvieron que podían haberse formado por la deformación de las rocas. El debate no está cerrado.

Otros indicios son químicos. Los microbios, cuando usan el carbono, prefieren el más ligero, y dejan en las rocas una firma. Rocas de Isua de unos 3800 millones de años tienen esta firma, pero también puede tener causas no biológicas. En 2015 se anunció un grano de grafito dentro de un circón de 4100 millones de años, con la misma firma. Son huellas sugerentes, pero nadie las considera una prueba definitiva.

En 2024 un grupo de investigadores intentó reconstruir el último antepasado común de todos los seres vivos, llamado LUCA, comparando los genes de hoy. Según su estimación vivió hace unos 4200 millones de años y ya tenía un sistema complejo. El resultado se basa en cálculos y en la manera de estimar la velocidad con la que cambian los genes, y no todos lo aceptan.

¿Cómo empezó?

Sobre esta pregunta, la ciencia sabe hoy menos. No sabemos cómo la materia no viva se volvió viva. En 1953 el químico estadounidense Stanley Miller, en el laboratorio de su profesor Harold Urey, hizo un experimento famoso: en un recipiente de vidrio puso agua y gases, que según él se parecían a los de la atmósfera primitiva, y los atravesó con descargas eléctricas, parecidas a los rayos. Después de unos días se habían formado algunos aminoácidos, los ladrillos de las proteínas. Hoy se piensa que la atmósfera era distinta, pero el experimento mostró que los ladrillos de la vida pueden formarse con procesos sencillos.

Hoy se estudian varias hipótesis: las fuentes calientes del fondo del mar, las charcas de agua caliente en tierra firme, un mundo de moléculas de ARN capaces de copiarse, los materiales traídos por meteoritos. Probablemente la verdad será una combinación. Mientras tanto, podemos decir que la vida no esperó mucho: en cuanto la Tierra se enfrió y se cubrió de océanos, y quizá incluso antes, aparecieron los primeros microbios.

Por qué ocurrió

Para vivir, una célula necesita tres cosas: sustancias químicas con las que construirse, energía y una envoltura que la separe del ambiente. En la Tierra primitiva había agua líquida, rocas que liberaban minerales y fuentes de energía, como el calor del mar cerca de los volcanes, los rayos y la luz ultravioleta del Sol.

Nadie sabe con certeza cuál fue el lugar adecuado. Algunos científicos apuestan por las fuentes hidrotermales, es decir, fuentes calientes del fondo marino, donde el agua rica en minerales y gases sale de las rocas y donde la química puede producir energía. Otros prefieren charcas de agua poco profunda que se secan y se llenan, concentrando las sustancias. Las dos ideas explican algunas piezas y dejan otras sin cubrir.

Es una de las preguntas más grandes de la ciencia, y a día de hoy no tiene una respuesta segura.

Qué cambió

Una vez nacida, la vida ya no se marchó. Durante miles de millones de años los microbios cambiaron el planeta de forma lenta pero profunda: modificaron la química de los océanos, depositaron minerales y, por fin, con las cianobacterias, llenaron el aire de oxígeno. Todos los seres vivos de hoy, incluidas las personas, descienden de aquellos primeros microbios. El ADN de un mosquito, de una encina y de un niño usa el mismo código, en recuerdo de un antepasado común.

Entender cómo apareció la vida es también una guía para buscarla en otros lugares. Si las primeras formas surgieron cuando la Tierra era joven y estaba llena de agua, quizá la vida no sea imposible en otros mundos con agua, como el Marte antiguo o las lunas con océanos de Júpiter y de Saturno. El róver Perseverance de la NASA está explorando hoy un antiguo lago de Marte, el cráter Jezero, precisamente para buscar huellas de antigua vida microbiana, incluidas señales parecidas a los estromatolitos.

Los estudios sobre las primeras células tienen aplicaciones concretas: entender cómo se forman las moléculas, cómo funciona el ADN y cómo conseguir nuevos tratamientos. Cada descubrimiento aclara un poco más nuestro lugar en el mundo de los seres vivos.

Personas y lugares clave

Personas

Abigail Allwood: Geóloga australiana, ahora en la NASA. En 2006 mostró que los estromatolitos de Strelley Pool habían sido producidos por microbios de hace 3400 millones de años.
Stanley Miller: Químico estadounidense (1930-2007). En 1953 obtuvo aminoácidos a partir de gases y descargas eléctricas.
Allen Nutman: Geólogo australiano. En 2016 describió las estructuras de 3700 millones de años de Isua, en Groenlandia, que se discuten.

Lugares

Strelley Pool, Pilbara (Australia Occidental): Donde se encuentran los estromatolitos de unos 3430 millones de años, considerados de origen biológico.
Isua, Groenlandia: Un cinturón de rocas antiquísimas con posibles huellas de vida de hace 3700 millones de años.
Shark Bay, Australia Occidental: Bahía con estromatolitos vivos, que permiten entender cómo se formaban los antiguos.

Para saber

Los estromatolitos de Shark Bay crecen muy despacio, menos de un milímetro al año: una columna de un metro de altura puede tener más de mil años.
El código genético es casi el mismo en todos los seres vivos: un estudio de 2016 calculó que LUCA tenía unas 355 familias de genes, todavía presentes en muchos seres vivos.
Las células más antiguas eran pequeñísimas: harían falta unas mil, en fila, para cubrir un milímetro.
En Marte el róver Perseverance ha encontrado rocas con compuestos orgánicos en el cráter Jezero: no son una prueba de vida, pero sí un indicio que hay que estudiar.
La palabra «estromatolito» viene del griego y significa «piedra en capas»: los de Shark Bay están en el centro de un área protegida.