Confirman que las esponjas fueron los primeros animales de la Tierra

Tuvieron que pasar más de 3.000 interminables millones de años para que aquellas sencillas criaturas tuvieran la 'chispa' de empezar a colaborar, a juntarse en comunidades en las que cada una se ocupaba de una función concreta y bien diferenciada, desde respirar a digerir, reproducirse, desplazarse o percibir el entorno. Es decir, a convertirse en los primeros animales auténticos.

¿Pero cómo eran aquellos seres? ¿Qué forma tenían? ¿Cómo fueron sus primeros pasos en un mundo aún 'sin estrenar' y que sin embargo estaban destinados a dominar? Una nueva y sólida prueba, oculta en rocas de hace 541 millones de años, acaba de identificar a aquellos primeros organismos complejos, y no son otros que los lejanos antepasados de la moderna esponja de mar. El hallazgo, que pone fin a una controversia científica de décadas, acaba de publicarse en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS).

Regresemos, pues, a la Tierra de hace más de quinientos millones de años, un escenario aún vacío y en el que un equipo de geocientíficos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) acaba de encontrar la 'prueba química' irrefutable de que el primer animal ya existía, y se agitaba filtrando nutrientes, en los océanos primigenios del planeta.

Bajo la dirección de la geoquímica Lubna Shawar y del profesor emérito Roger Summons, los investigadores han desenterrado algo que bien podríamos considerar como la 'huella dactilar' del primer animal: los restos fosilizados de moléculas que solo pudieron ser fabricadas por sus células. En concreto, los científicos encontraron los fósiles químicos de unas sustancias conocidas como esteranos C30 y C31, (moléculas orgánicas que sirven, precisamente, para identificar la presencia de antiguos organismos vivos), pero en rocas que se formaron durante el Período Ediacárico, un capítulo de la historia terrestre que abarca desde hace 635 a 541 millones de años. Es decir, decenas de millones de años antes de lo que se creía hasta ahora.

Hace más de una década, en 2009, el mismo equipo ya había identificado el esterano C30 en estas mismas rocas, sugiriendo que las 'demosponjas' (un tipo de esponja marina común hoy en día, de cuerpo blando y sin esqueleto) eran los ancestros más antiguos del reino animal. Pero la comunidad científica albergó dudas. ¿Podrían estos compuestos haber sido producidos por algas, bacterias inusuales, o incluso por procesos geológicos que nada tuvieran que ver con la biología?

La cuestión quedó en el aire, pero la respuesta llega ahora, con el nuevo estudio, tras la detección de esterano C31, un compuesto aún más raro que el C30. Shawar y su equipo, de hecho, no solo lo encontraron en las mismas rocas de perforaciones en Omán, la India y Siberia del trabajo anterior, sino que demostraron que tanto el C30 como el C31 son el resultado de la acción de una enzima muy específica y cuyo gen se encuentra aún en las demosponjas modernas.

Para eliminar cualquier sombra duda los investigadores llevaron a cabo un auténtico trabajo detectivesco, analizando primero las rocas y hallando en ellas los esteranos C30 y C31, confirmando después que algunas esponjas actuales aún producen esteroles (precursores de los esteranos C30 y C31), y finalmente sintetizando en laboratorio hasta ocho posibles esteroles C31 y sometiéndolos a condiciones de presión y temperatura que imitan la fosilización durante cientos de millones de años. Dos de ellos se transformaron en las estructuras exactas halladas en las rocas, demostrando así que su origen no es aleatorio ni geológico, sino el resultado de un proceso biológico preciso, el de la esponja.

En palabras de Summons, «es una combinación de lo que está en la roca, lo que está en la esponja y lo que se puede hacer en un laboratorio de química. Es decir, tenemos tres líneas de evidencia de apoyo, mutuamente acordes, que señalan que estas esponjas se encuentran entre los animales más antiguos de la Tierra».

Los esteroles, de los que el más famoso en los humanos es el colesterol, son moléculas complejas con una estructura central de cuatro anillos de carbono fusionados. Son absolutamente vitales para los 'eucariotas', es decir, para todos los organismos (como plantas, hongos y animales) cuyas células tienen un núcleo definido y delimitado por una membrana, que contiene el material genético y diversos orgánulos especializados que realizan funciones específicas. Summons lo resume con una frase lapidaria: «No eres un eucariota si no tienes esteroles o lípidos de membrana comparables».

Pero veamos. Si pensamos en la célula como en una ciudad, la membrana exterior sería la muralla exterior que la protege y regula el tráfico de entrada y salida. Y los esteroles serían el 'cemento' o 'andamiaje' que da a esa muralla su resistencia, su fluidez y su forma. A diferencia de las células procariotas, como las bacterias, que tienen membranas más sencillas y cuyo material genético está disperso en su interior, los eucariotas necesitan los esteroles para sostener su complejidad interna.

A este nivel celular, lo que diferencia a un ser vivo de otro es, entre otras cosas, el número de cadenas de carbono que se adhieren a la estructura principal. Los humanos tenemos 27 carbonos (colesterol) y las plantas suelen tener 29. Por eso, encontrar un esterol con 30 o, peor aún, con 31 carbonos en el Precámbrico es como encontrar la firma de un artesano desconocido en una vasija antiquísima. Y ese artesano, según los científicos del MIT, no es otro que el ancestro de la demosponja.

El estudio, por lo tanto, sitúa el origen de los animales mucho antes de la famosa Explosión Cámbrica (hace unos 541 millones de años), el momento en que la vida compleja, con sus duros esqueletos (por dentro o por fuera) sus extremidades, sus cerebros y sus formas simétricas inundó el registro fósil. Las esponjas, de cuerpo blando, sin esqueleto de sílice ni sistema nervioso, encajan perfectamente como los humildes pioneros de la vida animal, una forma de vida multicelular simple, esencialmente un conjunto de células cooperando entre sí.

El hallazgo de esta 'esponja ancestral' es, sin duda, de suma importancia para los estudios evolutivos, que buscan entender cómo la vida llegó a diversificarse en la multitud de formas actuales. Pero no dice nada sobre la 'gran pregunta', esa que lleva miles de años atormentando tanto a científicos como a filósofos: ¿Cómo surgió la primera forma de vida? ¿Cómo se produjo el paso de lo 'no vivo' a lo vivo? Lo cierto es que no lo sabemos, aunque las principales teorías giran en torno a la idea de que las condiciones extremas de la Tierra primitiva, con grandes tormentas eléctricas y erupciones volcánicas generalizadas, permitieron de algún modo que moléculas orgánicas simples (quizá llegadas del espacio), se auto-organizaran hasta formar la primera célula capaz de replicarse. Algo que, según atestiguan las primeras evidencias fósiles, debió suceder hace como mínimo 13.800 millones de años.

Después, como hemos visto, tuvo que pasar un larguísimo periodo (más de 3.000 millones de años) para que, hace unos 600 millones de años según el actual estudio, se produjera por fin la transición a los primeros animales. Es decir, que el proceso evolutivo de simple célula a animal fue de todo menos repentino. De hecho, fue largo, lento y lleno de pasos gigantescos, el mayor de ellos el surgimiento de las ya mencionadas células eucariotas (hace entre 2.700 y 1.500 millones de años), con núcleos y membranas bien definidos. Una auténtica 'revolución tecnológica' cuya primera evidencia fósil se remonta a una serie de algas unicelulares eucariotas de hace 1.600 millones de años, lo que nos da una idea del tiempo que la vida necesitó para dominar esta nueva arquitectura celular.

Pero una vez hecho eso, el salto a la multicelularidad era el siguiente paso lógico. Y es aquí donde la 'demosponja' entra en escena. Las esponjas son, en efecto, poco más que colonias de células que han aprendido a trabajar juntas de una manera rudimentaria. No tienen tejidos, ni órganos, pero sus células dependen unas de otras para el filtrado, la digestión y la reproducción. Son la prueba viva de que la cooperación celular fue el camino por el que la vida cruzó el umbral hacia el reino animal.

Los científicos del MIT, en resumen, han conseguido fijar la fecha del nacimiento del reino Animalia, el nuestro, mucho antes de lo que creíamos posible, en una época en la que el mundo apenas empezaba a salir de las grandes glaciaciones del Neoproterozoico y se preparaba para la gran eclosión de la vida que vendría poco después con la 'explosión del Cámbrico.

El estudio de Summons, Shawar y sus colegas, además, ha abierto las puertas a toda una nueva generación de búsquedas. De hecho, y ahora que sabemos que los esteranos C30 y C31 son una señal biológica inequívoca, los científicos podrán buscar esas 'firmas' en rocas aún más antiguas y en otras regiones del mundo. Y decirnos no sólo 'qué' fue el primer animal, sino cuándo exactamente emergió del fondo marino para cambiar el curso de la vida en la Tierra.