En lo profundo del pasado geológico de nuestro planeta, hace entre 720 y 635 millones de años, la Tierra se enfrentó a una de sus pruebas climáticas más dramáticas. Durante un período conocido como el Criogénico, el planeta fue encadenado por el hielo en una serie de glaciaciones globales que los científicos llaman popularmente "Tierra bola de nieve". Las temperaturas medias globales se desplomaron a unos increíbles -50 grados Celsius, convirtiendo la mayor parte de la superficie de la Tierra en un páramo helado. A pesar de estas condiciones extremas, la vida no desapareció. Por el contrario, sobrevivió y sentó las bases para la posterior explosión de organismos multicelulares complejos, incluidos nuestros propios antepasados. Pero la pregunta clave que ha desconcertado a los científicos durante décadas fue: ¿dónde se escondía la vida durante esos largos y helados milenios?

La investigación más reciente, liderada por científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), ofrece una respuesta fascinante y convincente. Según su estudio, los refugios clave para los primeros eucariotas –células complejas con un núcleo que precedieron evolutivamente a todos los animales, plantas y hongos de hoy en día– podrían haber sido oasis poco profundos de agua de deshielo en la misma superficie de las vastas capas de hielo.

El misterio del mundo helado: ¿Bola de nieve o aguanieve?

La hipótesis de la "Tierra bola de nieve" es una de las más intrigantes en paleoclimatología. Propone que los casquetes polares se expandieron desde los polos hasta el ecuador, cubriendo casi todo el planeta. El principal impulsor de este proceso fue el bucle de retroalimentación del albedo: cuanto más hielo cubría la superficie, más luz solar se reflejaba de vuelta al espacio, causando un mayor enfriamiento y expansión del hielo. La evidencia geológica, como los depósitos glaciales encontrados en rocas que en ese momento se encontraban en los trópicos, respalda firmemente esta idea.

Sin embargo, dentro de la comunidad científica existe un debate sobre si la Tierra era una bola de nieve "dura", con los océanos completamente sellados bajo kilómetros de hielo de espesor, o una bola de nieve "blanda" o "aguanieve", con un cinturón de mar abierto o hielo más delgado alrededor del ecuador. El escenario de la bola de nieve "dura" plantea serios desafíos para la supervivencia de los organismos fotosintéticos que dependen de la luz. Por otro lado, una "aguanieve" permitiría la existencia de un ciclo del agua y proporcionaría un refugio para la vida. Pero independientemente del escenario exacto, la supervivencia de la vida en un mundo así requería la existencia de microhábitats estables. Existían varias teorías sobre posibles refugios, incluidas las fuentes hidrotermales en el fondo del océano o bolsas de agua líquida debajo de las capas de hielo. Sin embargo, la teoría de los oasis en la superficie del hielo está ganando cada vez más peso.

Oasis de vida en la cima del hielo

La idea de que los estanques poco profundos de agua de deshielo podrían haber sido refugios para la vida se basa en un principio físico simple. Los científicos suponen que partículas oscuras de polvo y sedimento, transportadas por el viento o desde el lecho marino hasta la superficie del hielo, podrían haberse acumulado en las capas de hielo en las regiones ecuatoriales. Estas partículas oscuras, a diferencia del hielo blanco que refleja la luz solar, absorberían el calor solar. Esta energía absorbida sería suficiente para derretir el hielo circundante, creando pequeños y poco profundos estanques de agua líquida. En estas bolsas de agua, la temperatura podría mantenerse alrededor del punto de congelación, creando un entorno relativamente estable y, lo que es más importante, iluminado, adecuado para los organismos fotosintéticos.

Estos estanques no habrían sido solo charcos de agua, sino verdaderos pequeños ecosistemas autosostenibles. Las cianobacterias y otros microbios formarían esteras pegajosas y estratificadas en el fondo, estabilizando el sedimento y creando un ambiente rico en nutrientes que podría sustentar formas de vida más complejas: los eucariotas.

Evidencia moderna del continente más frío

Para probar su hipótesis, el equipo de investigación se dirigió al único lugar en la Tierra actual que se asemeja a las condiciones del Criogénico: las extensiones heladas de la Antártida. El equipo, liderado por Fatima Husain, estudiante de doctorado en el MIT, y el profesor de geobiología Roger Summons, analizó muestras de una serie de tales lagos de agua de deshielo en la Barrera de hielo de McMurdo. Esta área, descrita como "hielo sucio" por los miembros de la expedición de Robert Falcon Scott en 1903, resultó ser un laboratorio natural perfecto.

El mecanismo de formación de estos lagos en la Antártida es fascinante. La pérdida de hielo de la superficie debido al viento y la sublimación crea una especie de cinta transportadora que, durante largos períodos de tiempo, eleva los sedimentos y los organismos atrapados en el fondo del mar hasta la cima de la barrera de hielo. Cuando estos sedimentos oscuros llegan a la superficie, absorben el calor solar y derriten el hielo, formando estanques poco profundos de solo unas pocas decenas de centímetros de profundidad y varios metros de ancho. Para los científicos, esto es una ventana directa al posible pasado de la Tierra y una oportunidad perfecta para la investigación de la vida en la Antártida.

En el fondo de cada estanque se encuentran gruesas esteras multicapa de microbios, predominantemente cianobacterias. Aunque se sabe que estos antiguos organismos unicelulares son extremadamente resistentes y capaces de sobrevivir en las condiciones más duras, a los científicos les interesaba saber si los eucariotas –organismos cuyas células contienen un núcleo y otros orgánulos– también podrían sobrevivir en las mismas circunstancias.

Sorprendente biodiversidad en una gota de agua

Dado que los eucariotas microscópicos son difíciles de distinguir solo por su apariencia, el equipo aplicó sofisticados métodos de análisis bioquímico y genético. Buscaron lípidos específicos llamados esteroles, producidos exclusivamente por eucariotas, y material genético, específicamente ARN ribosómico (ARNr), cuyas secuencias sirven como un identificador único para diferentes grupos de organismos. Los resultados fueron asombrosos.

En cada lago analizado se encontraron claras firmas bioquímicas y genéticas de vida eucariota. Se identificaron diversas especies de algas, protistas (depredadores unicelulares) e incluso animales microscópicos como rotíferos y tardígrados (osos de agua). Lo que fue aún más sorprendente es que la composición de las comunidades de vida no era uniforme. Cada estanque tenía su propia combinación única de especies.

"Ningún estanque era igual a otro", señala Fatima Husain. "Hay un elenco recurrente de personajes, pero están presentes en diferentes abundancias. Encontramos diversas comunidades de eucariotas de todos los grupos principales en todos los estanques estudiados".

Los investigadores también descubrieron que la salinidad juega un papel clave en la configuración de estas comunidades. Los estanques con mayor salinidad tenían comunidades eucariotas más similares, que se diferenciaban de las de los estanques con agua más dulce. Estos hallazgos demuestran que incluso dentro de una pequeña área geográfica existían diferentes microcondiciones que permitieron el desarrollo de una biodiversidad sorprendente.

El legado del hielo y las implicaciones para el futuro

Este estudio proporciona la evidencia más sólida hasta la fecha de que los estanques de agua de deshielo en la superficie del hielo podrían haber servido como refugios clave, una especie de "arca de Noé" sobre hielo, durante las glaciaciones globales. Demuestra que la vida posee una increíble resiliencia y capacidad de adaptación. Los eucariotas que sobrevivieron en estos oasis fueron los antepasados directos de los organismos que, tras la retirada del hielo, desencadenaron la llamada explosión del Cámbrico, un aumento repentino de la biodiversidad y la aparición de todos los principales grupos de animales que conocemos hoy.

Estos pequeños y aislados ecosistemas no solo permitieron la supervivencia, sino que también podrían haber actuado como incubadoras de la evolución. El aislamiento y las condiciones específicas de cada estanque podrían haber estimulado la diversificación genética y el desarrollo de nuevas adaptaciones. Según los científicos, estos hallazgos enfatizan que los estanques de agua de deshielo durante la "Tierra bola de nieve" podrían haber nutrido la vida eucariota que permitió la posterior diversificación y propagación de la vida compleja, incluyéndonos a nosotros.

Las implicaciones de esta investigación se extienden más allá de las fronteras de nuestro planeta. La búsqueda de vida extraterrestre a menudo se centra en mundos helados, como la luna de Júpiter, Europa, o la de Saturno, Encélado. Los estudios de la vida en estos entornos extremos en la Tierra nos ayudan a comprender qué tipo de hábitats podrían existir en tales mundos y qué rastros bioquímicos de vida deberíamos buscar.

Fuente: Instituto Tecnológico de Massachusetts