A primera vista, los estromatolitos y sus parientes cercanos, las alfombras microbianas, pueden parecer poco más que rocas oscuras y antiguas. En realidad, son comunidades densamente empaquetadas y estratificadas construidas por microbios. Hace miles de millones de años, antes de que existieran animales y plantas, los estromatolitos ayudaron a liberar algo del oxígeno más temprano en la atmósfera terrestre. Ahora, un estudio publicado en Current Biology sugiere que estas formaciones inusuales también pueden conservar pistas sobre otro evento importante en la historia de la Tierra: la aparición de la vida compleja.

El profesor asociado Brendan Burns, microbiólogo evolutivo de la UNSW Sídney, forma parte de un equipo de investigación que descubrió un microbio previamente desconocido que vive en estrecha asociación con otro organismo dentro de estos "fósiles vivientes". El proyecto, codirigido con investigadores de la Universidad Tecnológica de Sídney y la Universidad de Melbourne, podría ayudar a los científicos a comprender mejor un misterio evolutivo fundamental: cómo las células relativamente simples comenzaron a cooperar y eventualmente dieron lugar a formas de vida mucho más complejas.

"Los estromatolitos podrían ser más que 'solo' una cuna de la vida donde floreció la vida microbiana temprana", dice el profesor asociado Burns. "También podrían decirnos cómo surgió por primera vez la vida compleja".

Los estromatolitos y las alfombras microbianas aparecieron por primera vez hace miles de millones de años, pero no han desaparecido. Todavía se forman hoy en Shark Bay, un sitio declarado Patrimonio de la Humanidad en Australia Occidental. Las muestras recolectadas allí eventualmente llevaron al profesor asociado Burns y sus colegas a aislar un miembro de las arqueas de Asgard, un grupo inusual de microbios que se cree están estrechamente relacionados con los ancestros de los eucariotas, que son las células que componen todas las plantas y animales, incluidos los humanos.

Una idea de larga data en biología propone que la primera célula eucariota se desarrolló a través de una asociación íntima entre una arquea antigua y una bacteria. Según esta teoría, un organismo eventualmente engulló al otro, y esa relación finalmente produjo mitocondrias, las estructuras productoras de energía que se encuentran dentro de las células complejas. Sin embargo, los científicos carecían de evidencia directa que mostrara cómo podría haber sido realmente una asociación temprana de este tipo. La nueva investigación proporciona la primera evidencia visual de una arquea de Asgard interactuando físicamente con una bacteria a través de conexiones extremadamente delgadas en forma de tubo llamadas nanotubos.

"Esto podría ser un pequeño modelo de cómo comenzaron este tipo de asociaciones y finalmente formaron eucariotas", dice el profesor asociado Burns.

La secuenciación genética mostró que el ADN de los organismos estaba presente en las muestras, pero hacer crecer los microbios en el laboratorio para que los investigadores pudieran estudiarlos directamente resultó mucho más difícil. "Tomó cuatro o cinco años en el laboratorio", dice el profesor asociado Burns. "Mucho tiempo, optimizando y persiguiendo diferentes sombras". Las arqueas de Asgard son notoriamente difíciles de cultivar fuera de sus hábitats naturales. Los investigadores no pudieron cultivar los organismos por sí solos, y el profesor asociado Burns dice que esa dificultad puede revelar algo importante sobre su biología. "El hecho de que nunca pudimos obtener estos organismos en cultivo puro probablemente se deba a que siempre dependen de otros organismos para sobrevivir", dice.

Los investigadores finalmente progresaron utilizando criotomografía electrónica, un método de imágenes 3D de alta resolución capaz de revelar estructuras a escala de una millonésima de milímetro. Las imágenes mostraron la arquea y la bacteria físicamente conectadas por nanotubos bacterianos. Los investigadores también observaron que la arquea producía cadenas de vesículas gemadas junto con estructuras tubulares elaboradas. Los dos microbios parecían complementarse químicamente, cada uno produciendo compuestos que el otro podía usar, incluyendo vitaminas, nutrientes e hidrógeno.

El coautor, el profesor asociado Debnath Ghosal de la Universidad de Melbourne, dice que capturar directamente una interacción entre una arquea de Asgard y una bacteria es particularmente significativo. "Este descubrimiento nos acerca unos pasos más a comprender cómo co