En un almacén al aire libre en la tropical Darwin, Australia, docenas de bandejas contienen núcleos cilíndricos de roca, perforados cientos de metros bajo la superficie por empresas de exploración minera hace décadas. Esas empresas buscaban principalmente minerales, no los secretos de la existencia, así que se les puede perdonar por no haber notado los fósiles microscópicos de organismos antiguos enterrados en la lutita —roca sedimentaria formada a partir de lodo marino endurecido— de un mar interior que cubrió gran parte del norte de Australia hace más de 1.500 millones de años.

Como muestra un nuevo estudio publicado en Nature, esos núcleos desatendidos son centrales para un enigma de larga data sobre el mayor salto evolutivo en la historia de la Tierra: el origen de los eucariotas.

Toda la vida en la Tierra cae en una de dos categorías, fundamentalmente diferentes a nivel celular. Los procariotas —bacterias y arqueas— tienen una organización celular simple y son mayormente unicelulares. Los eucariotas, que incluyen a todos los animales, plantas, algas y hongos, tienen células mucho más complicadas con un núcleo y estructuras especializadas llamadas orgánulos que realizan trabajos específicos. La revolución eucariota transformó el planeta, llevó al surgimiento de los animales y, eventualmente, a nosotros. Basado en observaciones de los genes de organismos vivos, ahora se acepta ampliamente que el último ancestro común de todos los eucariotas vivos resultó de la unión simbiótica de al menos dos microbios procariotas: una arquea y una bacteria.

La primera evidencia de vida eucariota viene en forma de fósiles de organismos unicelulares que muestran un nivel de complejidad celular no visto entre procariotas pero común en eucariotas. Los fósiles de eucariotas se pueden encontrar en todo el mundo en rocas que datan de al menos 1.500 millones de años. Los fósiles del Territorio del Norte, el más antiguo de los cuales data de hace 1.750 millones de años, son los fósiles de eucariotas más antiguos conocidos actualmente a nivel global.

Pero el mundo antiguo en el que evolucionaron los primeros eucariotas sigue envuelto en misterio, y muchos aspectos fundamentales de su naturaleza son desconocidos.

Muchos tipos de bacterias pueden vivir y crecer sin oxígeno. Pero casi todos los eucariotas vivos hoy usan oxígeno para sobrevivir, porque la respiración aeróbica —descomponer los alimentos usando oxígeno— proporciona las vastas cantidades de energía que la vida compleja demanda. Sin embargo, la idea de que el oxígeno siempre ha sido beneficioso para todos los eucariotas ha sido cuestionada en años recientes, tras sorprendentes descubrimientos de eucariotas enigmáticos que pueden prosperar sin oxígeno. También hay evidencia creciente del registro geológico de que cuando los eucariotas estaban evolucionando por primera vez, el oxígeno era probablemente mucho más escaso, lo que significa que los hábitats marinos libres de oxígeno habrían sido la norma. Colectivamente, estas observaciones han puesto en duda la suposición de que los eucariotas han dependido del oxígeno desde su inicio.

Los estudios genéticos de microbios vivos pertenecientes a grupos considerados más cercanos a los ancestros del primer eucariota pueden ofrecer ideas clave sobre la ascendencia eucariota. Pero solo el registro fósil puede contarnos sobre linajes extintos hace mucho tiempo, y solo la geología puede ofrecer una ventana al tipo de mundo en el que vivieron estos organismos.

Para el nuevo estudio, los investigadores trituraron muestras de los núcleos de lutita almacenados en Darwin, luego las disolvieron. Identificaron más de 12.000 fósiles analizando el residuo orgánico dejado atrás bajo un microscopio. También estudiaron las lutitas en las que se preservaron los fósiles para comprender mejor cómo era el ambiente cuando se depositaron los sedimentos, ofreciendo información sobre los hábitats en los que vivieron estos eucariotas. Y al analizar la química de estas lutitas, pudieron determinar si el oxígeno estaba presente en el agua de mar antigua.

Los resultados muestran que los fósiles de eucariotas se encontraron en ambientes que van desde llanuras de marea costeras hasta el mar abierto, pero solo en muestras depositadas en entornos oxigenados. Las muestras de ambientes libres de oxígeno contenían solo formas procariotas simples. Esto sugiere que incluso los eucariotas más antiguos conocidos que vivieron