Hace más de 3.770 millones de años, la Tierra era muy diferente. No había plantas ni animales, y el cielo no era azul. La superficie se habría parecido a un páramo rocoso y desolado.
Sin embargo, fue por esa época cuando creemos que apareció la primera forma de vida, en las profundidades del océano, alrededor de las cálidas fisuras del lecho marino conocidas como fuentes hidrotermales. Allí, fluidos calientes circulan por las rocas del fondo oceánico y transportan hierro y otros elementos desde las rocas hasta el agua circundante. Las sustancias químicas y la energía de estos entornos hacen que parezcan el lugar perfecto para que surgiera la vida.
Para poner a prueba esta teoría, mis colegas y yo estudiamos un antiguo conjunto de rocas del noreste de Canadá llamado cinturón de Nuvvuagittuq, cuya antigüedad se estima entre 4.280 y 3.770 millones de años. En este cinturón se conservan formaciones de hierro creadas en entornos análogos a las fuentes hidrotermales actuales. Allí encontramos microfósiles que creemos que son 300 millones de años más antiguos que los microfósiles más antiguos conocidos hasta entonces en rocas del oeste de Australia, datadas en unos 3.500 millones de años. Esto los convierte en los fósiles conocidos más antiguos y posiblemente en la evidencia conocida más antigua de vida en la Tierra.
Para descubrir los fósiles, cortamos las rocas en láminas tan finas que se podía ver a través de ellas y las estudiamos con un microscopio. Así encontramos filamentos y tubos microscópicos de hierro, de entre 5 y 10 micras de diámetro —menos de la mitad del grosor de un cabello humano— y de hasta medio milímetro de largo. Los tubos y filamentos que observamos presentaban detalles muy definidos y extraordinarias similitudes con fósiles de microbios en rocas más jóvenes y también con microbios actuales.
Algunas características de estos filamentos antiguos, como su unión a cúmulos de hierro, son similares a las de los microbios actuales, que utilizan esos cúmulos para sujetarse a las rocas. Estos microbios oxidantes del hierro atrapan el hierro que sale de las fuentes submarinas y lo utilizan en una reacción que libera energía química. Después, emplean esa energía para transformar el dióxido de carbono del agua circundante en materia orgánica, lo que les permite crecer.
¿Cómo supimos que eran fósiles?
Cuando encontramos las estructuras fósiles, supimos que eran muy interesantes y que podían ser microfósiles. Pero teníamos que demostrar que realmente lo eran y que no se trataba de un fenómeno no biológico. Por eso evaluamos todos los escenarios probables que podrían haber formado los tubos y filamentos, incluidos los gradientes químicos en geles ricos en hierro y el estiramiento metamórfico de las rocas. Ninguno de los mecanismos concordaba con nuestras observaciones.
Después buscamos en las rocas rastros químicos que pudieran haber dejado los microorganismos. Encontramos materia orgánica preservada en forma de grafito, de una manera que sugería que la habían formado microbios. También encontramos minerales clave que se producen habitualmente por la descomposición de materiales biológicos en sedimentos, como el carbonato y la apatita (que contiene fósforo). Estos minerales también aparecían en estructuras granulares que suelen formarse en sedimentos alrededor de organismos en descomposición y que a veces preservan estructuras de microfósiles en su interior. Todas estas observaciones independientes aportaron pruebas sólidas del origen biológico de las microestructuras.
En conjunto, estas pruebas demuestran con claridad una importante presencia biológica en las rocas de entre 3.770 y 4.280 millones de años, y adelantan en 300 millones de años la fecha de los microfósiles más antiguos conocidos. Para poner esa escala temporal en perspectiva, si retrocediéramos 300 millones de años desde hoy, los dinosaurios todavía no habrían aparecido.
El hecho de que hayamos encontrado estas formas de vida en depósitos de fuentes hidrotermales de una época tan temprana de la historia de la Tierra respalda la antigua teoría de que la vida surgió en este tipo de entornos. El entorno en el que encontramos estos microfósiles antiguos y su similitud con bacterias fósiles más jóvenes y con bacterias actuales sugieren que sus metabolismos basados en el hierro estuvieron entre las primeras formas en que la vida se sostuvo en la Tierra.
También conviene recordar que este descubrimiento muestra que la vida logró arraigar y evolucionar rápidamente en la Tierra cuando Marte tenía agua líquida en su superficie. Esto plantea la interesante posibilidad de que, si las condiciones de la superficie marciana y de la Tierra eran similares, la vida también hubiera comenzado en Marte hace más de 3.770 millones de años. O quizá la Tierra haya sido simplemente una excepción.
