¿Cómo pueden los científicos determinar cuándo comenzó la primera vida eucariótica?

Hay varias líneas de evidencia que pueden decirnos cuándo aparecieron por primera vez los primeros organismos eucarióticos.

Primero, podemos ver los fósiles. Las células eucariotas son muy diferentes en apariencia y estructura que las células procariotas. Los primeros fósiles de células que muy probablemente sean eucarióticas datan de hace 1.800 a 2.100 millones de años.

Registro fósil de los eucariontes

Eucariotas y las primeras formas de vida multicelulares

Dada la baja probabilidad de preservación fósil de tiempos que hace mucho tiempo, es bastante probable que estos fósiles no representen a los eucariotas MÁS TEMPRANOS. Entonces, el registro fósil nos dice que los eucariotes tienen al menos 2.100 millones de años.

Pero cuanto mas viejo?

La segunda línea de evidencia es biomarcadores eucariotas. Además de las diferencias estructurales que son identificables en los fósiles, los eucariotas también difieren químicamente de los procariotas de varias maneras. Una de las más notables es la producción de esteroles, una familia de ácidos grasos que los eucariotas colocan en sus membranas celulares para endurecerlos. Hasta donde sabemos, ningún procariota produce estos compuestos. Por lo tanto, si encuentra esteroles en los depósitos orgánicos fósiles, puede estar bastante seguro de que las células eucariotas estaban presentes aunque no se hayan conservado fósiles físicos.

Los esteroles se han encontrado en depósitos de petróleo antiguos que datan de 2,7 mil millones de años.

http://kitto.cm.utexas.edu/cours…

Esto sugiere que los eucariotas deben haberse originado antes que eso.

Sin embargo, tanto para los fósiles como para los biomarcadores, no podemos estar absolutamente seguros de que representen eucariotas. Todavía existe la pequeña posibilidad de que haya procariotas inusuales que parezcan eucariotas, o que produzcan esteroles, responsables de estos hallazgos. También es posible (e intrigante) que estos hallazgos puedan representar formas de transición entre procariotas y eucariotas verdaderos, organismos que habían comenzado a desarrollar algunas de las características de marca registrada de eucariotas, pero que todavía no eran eucariotas verdaderos.

La tercera línea de evidencia que podemos usar es datación molecular. Al examinar los genomas de eucariotas vivos y tabular las diferencias entre ellos, es posible calcular cuánto tiempo tardó en evolucionar esa diferencia. La datación molecular, sin embargo, requiere calibración con el registro fósil, para dar cuenta de las cosas que pueden alterar las tasas a las que los cambios genéticos pueden acumularse en el genoma, y ​​cuanto más retroceda el tiempo, más débil será la calibración debido a un aumento falta de fósiles confiables. Entonces, las fechas producidas por la datación molecular tienen un amplio rango de error. Los intentos de fechar molecularmente el origen de los eucariotas han oscilado en el pasado de 1.1 mil millones de años a 3.5 mil millones de años.

También es importante recordar que, si bien el último ancestro común de todos los eucariotas vivos es casi definitivamente un verdadero eucariota, no es probable que sea el PRIMER eucariota. Lo más probable es que evolucionó a partir de los primeros eucariotas durante una radiación adaptativa, junto con muchos otros eucariotas tempranos cuyos linajes finalmente se extinguieron. La fecha de origen del último ancestro común de eucariotas vivos será solo una aproximación cercana a la fecha de origen del primer eucariota si esa radiación adaptativa sucedió rápidamente poco después de la aparición de los primeros eucariotas.

La estimación más reciente que utiliza la datación molecular que encontré en una búsqueda rápida ubica al último ancestro común de todos los eucariotas vivos entre 1.600 y 2.500 millones de años atrás.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/…

Ese rango es consistente con las otras dos líneas de evidencia, lo que sugiere que estamos en el camino correcto.