El origen de la vida: continentes desiertos y la evolución desde el mar a la tierra

Por Ari Iglesias (*)

Es difícil imaginarse un planeta Tierra sin la presencia de vida. Hoy en día podemos hallar organismos viviendo en las profundidades abismales de océanos asociados a lavas volcánicas submarinas, hasta en condiciones de extrema baja temperatura en los picos de las altas montañas de la Antártida. A los grandes animales y plantas nos rodean pequeños organismos por fuera y por dentro de nuestros cuerpos. varios metros por debajo de nuestros pies, una multitud de seres modifican constantemente el suelo que no llegamos a ver; y muchas aves se alimentan de insectos que nos sobrevuelan constantemente, en ocasiones, a alturas inimaginables. Esto no siempre fue así. La Tierra fue cambiando como así también han cambiado los organismos que viven en ella.

En un comienzo (hace 4.500 millones de años), la Tierra fue generada junto con el sistema solar, y tardó muchos millones de años en enfriarse lo suficiente como para tener una corteza dura donde vivir y una atmósfera que contenga tanto los rayos solares como los intensos impactos de meteoritos. Según los cálculos de astrónomos y físicos, esta atmósfera habría sido lo suficientemente gruesa hacia los 4.000 millones de años atrás, que es también cuando se encuentran rocas producto de la formación subácuea (indicando la presencia de agua en estado líquido).

La primer evidencia de vida en la Tierra lo constituyen fósiles de bacterias primitivas (procariontes, sin membrana nuclear) hallados en rocas de edades entre los 3.000 y 3.500 millones de años. Los fósiles de estas bacterias son conocidas como "Estromatolitos", y se preservan en el registro fósil como bandas de carbonato de calcio finamente laminadas que entrampan la materia orgánica de las bacterias que produjeron ese carbonato. Los estromatolitos viven desde los orígenes de la vida en la Tierra hasta nuestros días. Hoy podemos ver grandes colonias de estas algas creciendo en las playas del Este de Australia y hasta en las salinas de la Puna Argentina. Las primeras bacterias carecían de clorofila, por lo que no producían oxígeno.

A las bacterias y algas con clorofila (eucariotas) les tomó casi 1.000 millones de años más, en generar una atmósfera con una concentración de oxígeno similar a la que tiene actualmente la Tierra. Es entonces donde tenemos el registro geológico de minerales que comienzan a ser oxidados en la superficie de la Tierra (y no antes). Similares conclusiones se están logrando con los estudios en el planeta Marte (aunque aún no hay registro de vida).

La transformación a una atmósfera con gran contenido de oxígeno hace 2.500 millones de años, garantizó una evolución biológica mucho mayor. A partir de esa edad es que se registra fósiles en las rocas en forma algo más frecuente. No obstante ello, es recién hacia los 550 millones de años, cuando la vida realmente se diversifica en la Tierra con la denominada "Explosión Cámbrica", donde comienza el periodo de tiempo denominado Fanerozoico (que quiere decir vida visible).

Una de las razones por las cuales la vida parece haber estado oculta durante tantos miles de millones de años, es porque son muy pocas las evidencias de rocas que llegan a nuestros días. La corteza de la Tierra se encuentra en continuo movimiento, y los fósiles que podemos hallar hoy, son solo aquellos que han escapado a la continua destrucción de las rocas al fundirse en el fondo de las fosas oceánicas, transformarse por presión y temperatura (rocas metamórficas) o meteorizarse en la superficie. Es por ello que los paleontólogos trabajamos como detectives, recopilando toda la información que podemos de pequeños restos que se escapan a la destrucción de la escena del crimen (o de la vida). Y en tal caso, las evidencias tienen millones de años de ventaja para borronearse y destruirse.

El caso es que, gracias a estos fósiles tan viejos, sabemos que la vida comenzó asociada al agua, que hace 550 millones de años los pequeños organismos que vivieron durante miles de millones de años antes, comenzaron a evolucionar en organismos más complejos, con numerosas células en sus cuerpos, se diversificaron los tejidos celulares y se complejizaron los órganos sensoriales. Existen fósiles que evidencian que esta complejización de los organismos ocurrió varias veces antes del Fanerozoico, no obstante generaron organismos que no evolucionaron en formas conocidas (por ejemplo la famosa y extraña Fauna de Ediacara).

En el Cámbrico (primer periodo de tiempo del Fanerozoico), se hallan los orígenes de muchos de los organismos que llegan a nuestros días: esponjas y medusas marinas, equinodermos (erizos y estrellas de mar), anélidos (gusanos), artrópodos (cangrejos, arácnidos e insectos), moluscos (pulpos, almejas y caracoles) y cordados (que incluye a todos los organismos que tenemos un cordón o una columna vertebral).

Desde el periodo Cámbrico y hasta los 450 millones de años atrás la vida se diversificó y generó numerosos grupos de organismos que poblaron los mares de la Tierra. No obstante tener una rica y diversa fauna y flora dentro de los mares, la colonización del medio terrestre tubo que esperar mucho más que la conquista del medio marino. El registro de fósiles adaptados a la vida sobre la tierra (no marinos) ocurre a partir de los 450-400 millones de años.

Es difícil imaginar como era en aquel entonces la Tierra, con abundantes y diversos organismos en sus mares, con complejas redes tróficas (de alimentación vegetal y animal) y un terreno fuera del agua, completamente estéril, sin vegetales ni animales, completamente carente de vida. Un conjunto de rocas peladas y arena suelta, sin siquiera suelos o verdes. Un desierto árido o lluvioso pero sin vida.

Las primeras formas de vida sobre la tierra habrían sido uno de los primeros grupos de plantas, las cuales evolucionaron desde algas verdes. A diferencia de sus predecesoras estas primeras plantas, debieron evolucionar en la adquisición de mecanismos para tomar el agua y conducirlo por sus tejidos (ya que las algas no tienen ese problema al vivir inmersas en el agua). También tuvieron que evolucionar adquiriendo una capa protectora a la desecación sobre su "piel" y complejos sistemas de sostén debido al nuevo ambiente mucho más fluido (el aire). Estas primeras plantas se asemejaron en mucho a los musgos actuales, los cuales si bien resisten la desecación, son íntimamente dependientes de cuerpos con agua.

Uno de los registros fósiles más antiguos que se conocen de estas primeras plantas sobre la tierra provienen de la Argentina, del norte de la provincia de Salta. Allí dentro de las rocas, fueron encontradas las esporas (órganos de reproducción con una capa protectora a la desecación) de plantas similares a musgos de 450 millones de años. Otro de los registros fósiles más importantes de estas primeras formas provienen de Escocia, de un yacimiento fósil denominado Rhynie (de 400 millones de años), donde se han hallado tanto plantas completas como los primeros insectos que se adaptaron a vivir fuera del agua.

El avance de las plantas sobre el continente fue en incremento relativamente rápido, esos musgos primitivos dieron origen a numerosos helechos (muchos de ellos hoy extintos). Un grupo particular de ellos adquirió la capacidad de generar grandes tallos con madera y originar a las plantas superiores con semilla y habito arbóreo.

Una vez que la vegetación avanzó sobre el continente, comenzó a haber suelos y numerosos nuevos hábitat en la Tierra. Es entonces cuando los animales, que en su momento estaban adaptados solo al hábitat acuático, también salen al exterior adaptándose al medio terrestre y aéreo. Uno de los primeros grupos en avanzar son los artrópodos, los cuales evolucionan en arañas y el diverso mundo de los insectos.

Detrás de las plantas y los insectos, animales vertebrados se vieron atraídos, seguramente por la fuente de alimento en el exterior del agua. Un grupo de peces pulmonados (peces con la capacidad de obtener oxígeno del aire mediante sus pulmones) dio origen a los primeros anfibios que caminaron sobre la Tierra. Estos últimos poco tenían de parecido con sus tataranietos las ranas, sapos y salamandras, pero como muchos otros animales se extinguieron y hoy solo los conocemos por su registro fósil y sus parientes lejanos.

Los anfibios son dependientes parcialmente del agua, pero un grupo de ellos evolucionó y dio origen a una inmensa diversidad de reptiles, muchos de los cuales llegan a la actualidad con formas muy similares (Como por ejemplo las tortugas y los cocodrilos). La diversificación más extrema de reptiles ocurrió posteriormente en el Mesozoico (periodo de tiempo entre los 250 y los 65 millones de años), que es de donde se conocen la tremenda diversidad de Dinosaurios, reptiles voladores y reptiles acuáticos marinos.

Desde la adaptación de las plantas y los animales al medio terrestre hace aproximadamente 400 millones de años, diversos grupos han vivido y evolucionado en formas muy diferentes, siendo la mayoría de ellas extintas hace millones de años. Pocas de esas formas se han preservado en el registro de las rocas como fósiles, y de ellos pocos hemos hallado los paleontólogos sobre la superficie de las rocas. Muchas formas de vida quedan aún por descubrir, y probablemente muchas más nunca descubriremos que han existido sobre la Tierra. El estudio de los fósiles nos evidencia cuan distinta fue la Tierra en épocas pasadas y como fue cambiando el clima y los ambientes en los diversos Continentes. Estos estudios permiten en ocasiones predecir como se comportaría la flora y la fauna con grandes cambios climáticos en la Tierra futura, pero más importante información proviene de la evolución de la vida para entender el presente.

(*) Paleontólogo del INBIOMA (CONICET-UNCOMA)