Una caratteristica fondamentale di molte forme di vita multicellulari sulla Terra è difficile, strutture biologiche, come ossa di animali e gusci di lumaca che sono fatti di minerali.

Piccoli fossili scoperti di recente in Canada hanno riportato la più antica prova conosciuta di "biomineralizzazione" a 810 milioni di anni fa. La scoperta potrebbe fornire informazioni sulla localizzazione dei fossili su altri pianeti e gettare luce sui modi in cui le forme di vita e i loro pianeti si sviluppano insieme nel tempo.

I ricercatori hanno dettagliato i loro risultati sulla rivista Progressi scientifici . Hanno ricevuto sostegno finanziario dal nodo MIT dell'Istituto di astrobiologia della NASA e attraverso una borsa di studio post-dottorato di astrobiologia della NASA.

organismi pluricellulari, come animali, piante e funghi sono tutti esempi di eucarioti, le cui cellule possiedono nuclei. L'evoluzione della biomineralizzazione è stata una pietra miliare nella storia degli eucarioti e per la Terra in generale, poiché le strutture biominerali, come le barriere coralline, hanno avuto un impatto drammatico sulla geologia del pianeta. Ancora, i primi segni di biomineralizzazione eucariotica sono rimasti oscuri nei reperti fossili, rendendo difficile conoscere l'età e le circostanze ambientali in cui queste strutture biologiche sono emerse per la prima volta.

Per individuare quando la biomineralizzazione eucariotica potrebbe essersi evoluta per la prima volta, gli scienziati hanno raccolto campioni da una sezione spessa circa 200 piedi (60 metri) di argilla calcarea e scisto nero e grigio vicino al Monte Slipper nel territorio dello Yukon, Canada, vicino al confine con l'Alaska.

"Ci siamo stati a fine giugno, ma faceva ancora molto freddo, " ha detto l'autore principale dello studio, Phoebe Cohen, un paleobiologo al Williams College di Williamstown, Massachusetts. "C'era ancora tanta neve per terra, ma in realtà andava bene, dato che è da lì che prendiamo l'acqua potabile."

I ricercatori si sono concentrati sui microfossili all'interno della roccia, sorto durante l'era neoproterozoica tra 541 milioni e 1 miliardo di anni fa.

"Il pendio della montagna dove si trovano i fossili è molto ripido, e gran parte della roccia è allentata, quindi abbiamo trascorso molto tempo ad appollaiarci in modo precario su pendii ripidi a colpire le rocce con i nostri martelli da roccia per raccogliere campioni, " ha detto Cohen.

I microfossili scoperti da Cohen e dal suo team, ritenuti eucarioti marini unicellulari, venire in un'ampia varietà di forme. "Ciascuno dei minuscoli fossili che troviamo pensiamo non sia il suo stesso organismo, ma parte di una singola cellula. Immagina una singola cella rotonda circondata da queste piccole piastre corazzate, " ha detto Cohen.

Utilizzando microscopi elettronici a trasmissione ad alta risoluzione, Cohen e i suoi colleghi hanno scoperto che questi microfossili erano in gran parte costituiti da complessi, reti intrecciate di cristalli fibrosi di un minerale noto come apatite. La natura intricata di queste reti ha confermato che sono state create da un biologico, al contrario di un geologico, processi, hanno detto i ricercatori.

Per di più, l'analisi degli isotopi degli elementi renio e osmio nella roccia ha suggerito che questi fossili hanno circa 810 milioni di anni, che rappresentano i più antichi esemplari di biomineralizzazione eucariotica scoperti fino ad oggi. Loro sono, infatti, più vecchi dei precedenti esemplari di circa 200 milioni di anni, disse Cohen.

"Gli eucarioti stavano costruendo strutture biomineralizzate molto complesse molto prima di quanto pensassimo, " ha detto Cohen.

Era un mondo diverso durante la vita di questi organismi rispetto a oggi; quasi tutta la vita esisteva nell'acqua, e piante e animali non erano ancora entrati in scena. Ma all'epoca c'era una grande diversità di eucarioti microscopici. Alcuni di questi organismi erano alghe simili alle odierne alghe rosse e verdi, mentre altri non hanno un analogo moderno simile, come i misteriosi fossili trovati dalla squadra di Cohen.

L'analisi delle rocce che circondano i fossili suggerisce che le alterazioni chimiche negli oceani quando questi eucarioti erano vivi hanno aumentato la quantità di composti di fosfati che sono stati disciolti nell'acqua in cui vivevano queste forme di vita. Questo, a sua volta, aiuta a spiegare perché questi organismi potrebbero aver creato strutture fatte di apatite, che è un minerale fosfato. E suggerisce che la biomineralizzazione si è sviluppata quando gli organismi e i loro ambienti si sono evoluti insieme nel tempo, disse Cohen.

"Un sacco di fosforo disponibile? Allora forse ti aspetteresti di vedere organismi che usano quell'elemento per biomineralizzare, " ha detto Cohen.

Questa ricerca potrebbe anche far luce su dove trovare fossili su altri pianeti. Ad esempio, se cerchi fossili composti in gran parte da fosfati, gli scienziati potrebbero voler concentrarsi su aree che una volta erano, o sono attualmente, ricco di fosfati disciolti.

"Abbiamo imparato di più sulle condizioni in cui si possono trovare questi tipi di fossili biomineralizzati, che è utile quando iniziamo a esplorare luoghi come Marte per potenziali prove fossili di vita, " ha detto Cohen.

La ricerca futura potrebbe concentrarsi sulla ricerca di tali fossili in altre parti del mondo, disse Cohen.

"Sto anche lavorando per cercare di capire perché questi fossili sono conservati qui e come sono conservati, che ci aiuterà a trovarli altrove e ci aiuterà anche a capire più in generale come si conservano i fossili biomineralizzati nelle rocce antiche, " lei disse.

"Ci sono anche molte domande sul perché non vediamo più la biomineralizzazione eucariotica per quasi 200 milioni di anni, "Cohen ha detto. "Era perché questi organismi si sono estinti? Allora perché altri organismi non hanno sviluppato questa capacità? Was it because of ocean chemistry conditions? There's many interesting questions to follow up with there as well."

This story is republished courtesy of NASA's Astrobiology Magazine. Explore the Earth and beyond at www.astrobio.net .