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Revelando los secretos de LUCA, la primera forma de vida en la Tierra

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Revelando los secretos de LUCA, la primera forma de vida en la Tierra

Una representación digital que ilustra cómo LUCA ya fue atacada por virus hace 4.200 millones de años. Crédito: Diseño Gráfico Científico

A Universidad de BristolUn estudio realizado por investigadores estadounidenses ha revelado que la vida en la Tierra, descendiente de un ancestro común llamado LUCA, floreció poco después de la formación del planeta.

Utilizando análisis genéticos y modelos evolutivos, los investigadores rastrearon la existencia de LUCA hasta hace aproximadamente 4.200 millones de años, revelando que era un organismo complejo con un sistema inmunológico temprano como parte integral de los primeros ecosistemas de la Tierra.

El modelo genético de LUCA y sus descendientes

Todo lo que vive hoy deriva de un único ancestro común conocido cariñosamente como LUCA (Último Ancestro Común Universal).

LUCA es el hipotético ancestro común del que desciende toda la vida celular moderna, desde organismos unicelulares como las bacterias hasta las secuoyas gigantes (así como nosotros, los humanos). LUCA representa la raíz del árbol de la vida antes de que se dividiera en los grupos reconocidos hoy como bacterias, arqueas y eucariotas. La vida moderna ha evolucionado a partir de LUCA a partir de una variedad de fuentes diferentes: la misma aminoácidos utilizado para construir proteínas en todos los organismos celulares, la moneda de energía compartida (ATP), la presencia de máquinas celulares como el ribosoma y otras asociadas con la producción de proteínas a partir de la información almacenada en ADNe incluso el hecho de que toda la vida celular utiliza el propio ADN como medio para almacenar información.

Métodos de investigación y la era de LUCA

El equipo comparó todos los genes en genomas vivos. especiescontando las mutaciones que han ocurrido en sus secuencias a lo largo del tiempo desde que compartieron un ancestro en LUCA.

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El momento de la separación de ciertas especies se conoce a partir de los fósiles, por lo que el equipo utilizó un equivalente genético de la familiar ecuación utilizada para calcular la velocidad en física para determinar cuándo existió LUCA, llegando a la respuesta hace 4.200 millones de años, aproximadamente cuatrocientos millones. años después de la formación de la Tierra y nuestro sistema solar.

Sandra Álvarez-Carretero, coautora del estudio y profesora de la Facultad de Ciencias de la Tierra de Bristol, dijo: «No esperábamos que LUCA fuera tan antiguo, sólo unos cientos de millones de años de la formación de la Tierra. Sin embargo, nuestros resultados son consistentes con las opiniones modernas sobre la habitabilidad de la Tierra primitiva. »

Conocimientos fisiológicos y modelado evolutivo de LUCA.

Luego, el equipo desarrolló la biología de LUCA modelando las características fisiológicas de las especies vivas a través de la genealogía de la vida hasta LUCA. El Dr. Edmund Moody, autor principal del estudio, explicó: “La historia evolutiva de los genes se complica por su intercambio entre linajes. Debemos utilizar modelos evolutivos complejos para reconciliar la historia evolutiva de los genes con la genealogía de las especies. »

El coautor, el Dr. Tom Williams de la Facultad de Ciencias Biológicas de Bristol, dijo: «Uno de los beneficios reales de este enfoque es que aplica el enfoque de reconciliación de árbol genético, especie y árbol a un conjunto de datos también diversos que representan las principales áreas de investigación». vida de arqueas y bacterias. Esto nos permite decir con cierta seguridad y valorar ese nivel de confianza sobre cómo vivió LUCA. »

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La complejidad y el impacto ambiental de LUCA

El profesor Davide Pisani, coautor del estudio, dijo: «Nuestro estudio demostró que LUCA era un organismo complejo, no muy diferente de los procariotas modernos, pero lo realmente interesante es que está claro que tenía un sistema inmunológico temprano, lo que demuestra que incluso hace 4.200 millones de años nuestro antepasado estaba inmerso en una carrera armamentista con virus. »

Tim Lenton (Universidad de Exeter, Facultad de Geografía), coautor, dijo: “Está claro que LUCA estaba explotando y modificando su entorno, pero es poco probable que viviera solo. Sus desechos podrían haber servido de alimento para otros microbios, como los metanógenos, lo que habría ayudado a crear un ecosistema de reciclaje. »

Implicaciones más amplias del estudio de la primera infancia

«Los resultados y métodos empleados en este trabajo también servirán de base para estudios futuros que examinen con más detalle la evolución posterior de los procariotas a la luz de la historia de la Tierra, incluidas las arqueas menos estudiadas con sus representantes metanogénicos», añadió la coautora, la profesora Anja. Spang (Instituto Real de Investigaciones Marinas de los Países Bajos).

El profesor Philip Donoghue, coautor del estudio, dijo: “Nuestro trabajo reúne datos y métodos de múltiples disciplinas, revelando conocimientos sobre la Tierra primitiva y la vida que no podrían obtenerse mediante una sola disciplina. También demuestra la rapidez con la que se estableció un ecosistema en la Tierra primitiva. Esto sugiere que la vida podría prosperar en biosferas similares a la Tierra en otras partes del universo. »

Referencia: “La naturaleza del último ancestro común universal y su impacto en el sistema terrestre primitivo” por Edmund RR Moody, Sandra Álvarez-Carretero, Tara A. Mahendrarajah, James W. Clark, Holly C. Betts, Nina Dombrowski, Lénárd L Szánthó, Richard A. Boyle, Stuart Daines, Xi Chen, Nick Lane, Ziheng Yang, Graham A. Shields, Gergely J. Szöllősi, Anja Spang, Davide Pisani, Tom A. Williams, Timothy M. Lenton y Philip CJ Donoghue. 12 de julio de 2024, Naturaleza Ecología y Evolución.
DOI: 10.1038/s41559-024-02461-1

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En el estudio también participaron científicos del University College London (UCL), la Universidad de Utrecht, el Centro de Investigación Ecológica de Budapest y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Okinawa.

Esta investigación fue financiada por la Fundación John Templeton. Las opiniones expresadas en esta publicación son las de los autores y no reflejan necesariamente las de la Fundación John Templeton.

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¿Cuándo despegarán los astronautas?

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¿Cuándo despegarán los astronautas?
  • La tripulación de Polaris Dawn intentará alcanzar alturas mayores que las alcanzadas por los humanos desde el programa Apolo de la NASA en la década de 1970 y también realizará la primera caminata espacial comercial.
  • El cohete Falcon 9 que transporta al Dragón está programado para despegar entre las 3:38 a.m. y las 7:09 a.m. ET del miércoles desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida.
  • «Falcon y Dragon permanecen sanos y la tripulación continúa lista para su misión de varios días a la órbita terrestre baja», dijo SpacX en las redes sociales.

Una cápsula de SpaceX que transporta a cuatro astronautas comerciales que esperan realizar una caminata espacial pionera no se lanzará hasta al menos el miércoles por la mañana.

La misión Polaris Dawn, un ambicioso viaje de cinco días a las regiones superiores de la órbita de la Tierra, estaba programada para despegar el martes antes de que una fuga de helio detectada obligara a posponerla, dijo SpaceX. dijo el lunes por la tarde en el sitio de redes sociales X.

Cuando la tripulación se lance a bordo de un SpaceX Dragon, será el segundo viaje al espacio para empresario multimillonario Jared Isaacman, quien financió la misión con la empresa de Elon Musk. Isaacman se aventuró previamente en órbita en 2021 a bordo de Inspiration4, la misión que se convirtió en el primer vuelo espacial orbital privado de la historia.

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un cocodrilo y un tiburón se comieron una vaca marina prehistórica, revela un fósil

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Un raro fósil ha proporcionado información sobre lo que fue un día excepcionalmente desafortunado para una vaca marina prehistórica.

La especie ahora extinta de dugongo, un mamífero marino parecido al manatí, nadaba en el mar hace unos 15 millones de años cuando fue atacada por dos animales: un cocodrilo y un tiburón tigre. Este último dejó uno de sus dientes empalado en el cuerpo de la vaca marina.

Al analizar el fósil descubierto en Venezuela, los investigadores pudieron comprender cómo murió la vaca marina, que pertenecía a un grupo de animales extintos conocido como Culebrtherium.

Su estudiarpublicado el jueves en el Journal of Vertebrate Paleontology, captura un momento en el tiempo que ofrece una visión única del funcionamiento de la cadena alimentaria durante la época del Mioceno temprano y medio, hace entre 11,6 y 23 millones de años.

«Es extremadamente raro encontrar rastros de dos depredadores en un solo espécimen», dijo Aldo Benites-Palomino, autor principal del estudio y estudiante de doctorado en el departamento de paleontología de la Universidad de Zurich, Suiza. “Esto muestra por qué deberíamos explorar fósiles en regiones tropicales como Venezuela. »

Los restos fosilizados (un cráneo parcial y 13 vértebras o columna vertebral) revelaron tres tipos de marcas de mordeduras. Su forma, profundidad y orientación sugerían que fueron creados por dos depredadores: un cocodrilo de tamaño pequeño a mediano y un tiburón tigre.

Según el estudio, la criatura parecida a un cocodrilo atacó primero, con los dientes enterrados profundamente en el hocico de la vaca marina, lo que sugiere que intentó agarrar esa parte de la cara del dugongo para asfixiarlo. Otras dos grandes incisiones curvas indican que el cocodrilo arrastró a la vaca marina, desgarrando su carne.

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Las rayas y cortes en el fósil sugieren que el cocodrilo realizó una «vuelta mortal», un comportamiento giratorio para someter a su presa que también se observa en las especies de cocodrilos existentes.

«Este tipo de marca sólo se produce al morder, en el que se realizan acciones posteriores de rasgar, rodar o agarrar», señalaron los autores del estudio.

Luego, el rinoceronte fue destrozado por un tiburón tigre, que tiene dientes estrechos y no dentados. Puede ser difícil diferenciar entre depredación activa y marcas de carroñero, pero según el estudio, las marcas de mordeduras en todo el cuerpo del rinoceronte y su distribución irregular, así como la variación en profundidad, sugirieron a los investigadores que este era el comportamiento de un carroñero. como un tiburón tigre.

Los científicos confirmaron la identidad del tiburón mediante el descubrimiento de un único diente alojado en el cuello de la vaca marina que pertenecía a una especie extinta de tiburón tigre, Galeocerdo aduncus.

“Tuve que trabajar como científico forense”, recuerda Benites-Palomino.

Sin embargo, el estudio señaló que, dada la naturaleza fragmentaria del esqueleto, no era posible descartar otros escenarios para la desaparición de la vaca marina.

Dean Lomax, paleontólogo de la Universidad de Bristol y de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, que no participó en la investigación, dijo que estaba de acuerdo con los hallazgos del estudio, pero que era difícil distinguir entre el comportamiento carroñero y el comportamiento depredador activo. .

“Por ejemplo, puede que no sea descabellado pensar que el dugongo ya estaba muerto, que pudo haberse alejado flotando y estar hinchado, y luego fue devorado (recogido) por el cocodrilo y el tiburón en diferentes momentos”. dijo Lomax, el autor de “Bloqueados en el tiempo: el comportamiento animal revelado en 50 fósiles asombrosos”, por correo electrónico.

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“A menos que tengamos evidencia directa del dugongo dentro del cocodrilo (como última comida), o de que el cocodrilo y el dugongo mueran en medio del ataque, todavía es intrínsecamente raro decir al 100% si esto fue definitivamente el resultado de un ataque activo o no. que hurgar en la basura”, añadió Lomax.

En aquella época, las vacas marinas podían crecer hasta cinco metros de largo, dijo Benites-Palomino, y su tejido graso habría sido una buena fuente de alimento.

Hoy en día, los cocodrilos, las orcas y los tiburones se alimentan de dugongos y manatíes, principalmente de los jóvenes, porque los adultos son difíciles de matar debido a su tamaño. No está claro qué tipo de cocodrilo pudo haber atacado a la vaca marina. Podría haber sido una especie extinta de caimán o gavial, conocido por sus mocos largos y delgados, pero debió ser de gran tamaño, de 4 a 6 metros de largo.

“Hay varios candidatos. Sudamérica era entonces un paraíso para los cocodrilos”, añade Benites-Palomino.

Un granjero al sur de la ciudad de Coro, Venezuela, notó por primera vez los restos de la vaca marina en un lugar donde antes no se habían descubierto fósiles.

“Al principio no conocíamos la geología del sitio y los primeros fósiles que descubrimos fueron trozos de cráneos. Nos tomó algún tiempo determinar qué eran: cráneos de manatí, que tienen una apariencia bastante inusual”, dijo en un comunicado Marcelo Sánchez-Villagra, coautor del estudio, profesor de paleobiología y director del Instituto y Museo Paleontológico de. la Universidad de Zúrich.

Benites-Palomino dijo que el raro hallazgo demuestra la importancia de la búsqueda de fósiles en América del Sur «no clásica».

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“Hemos estado visitando los mismos sitios de fósiles en América del Norte y China durante mucho tiempo, pero cada vez que trabajamos en estas nuevas áreas, encontramos constantemente nuevos fósiles. »

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

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Huellas de dinosaurios idénticas descubiertas en dos continentes

A ambos lados del océano Atlántico, a más de 6.000 kilómetros de distancia, investigadores han descubierto huellas dejadas por dinosaurios que pudieron haber vagado desde África hasta América del Sur cuando los continentes estaban unidos en un supercontinente.

Las más de 260 huellas, ubicadas en Brasil y Camerún, serían parte del Período Cretácico Inferiorsegún un estudio publicado el lunes por el Museo de Historia Natural y Ciencia de Nuevo México.

Las huellas se crearon originalmente a unas 621 millas de distancia sobre una fina capa de limo y arenisca de barro en el antiguo supercontinente Gondwanan, que luego se rompió y formó el Océano Atlántico Sur.

El estudio compartió fotografías de huellas de formas idénticas que parecían provenir de edades y entornos geológicos similares, según descubrió el paleontólogo de la Universidad Metodista del Sur y autor principal del estudio, Louis L. Jacobs.

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