La investigación sugiere que el estado inusual del campo magnético de la Tierra durante el período de Ediacara podría haber influido significativamente en el desarrollo de vida compleja al alterar los niveles de oxígeno atmosférico. El estudio revela que este período experimentó el campo magnético más débil jamás registrado, lo que podría haber permitido una mayor oxigenación, sustentando formas de vida más grandes y activas. Esta mejor comprensión de la dinámica geomagnética y evolutiva ofrece una idea del potencial de vida en otros planetas. Crédito: SciTechDaily.com
La evidencia sugiere que un campo magnético débil hace millones de años podría haber impulsado la proliferación de la vida.
El período de Ediacara, que abarca aproximadamente entre 635 y 541 millones de años, fue un período crucial en la historia de la Tierra. Esto marcó una era de transformación en la que surgieron organismos multicelulares complejos, allanando el camino para la explosión de la vida.
Pero, ¿cómo se produjo esta oleada de vida y qué factores en la Tierra pudieron haber contribuido a ella?
Investigadores de la Universidad de Rochester han descubierto pruebas convincentes de que el campo magnético de la Tierra se encontraba en un estado muy inusual cuando los animales macroscópicos del período Ediacara se diversificaban y prosperaban. Su estudio, publicado en NaturalezaComunicacionesTierra y medio ambienteplantea la cuestión de si estas fluctuaciones en el antiguo campo magnético de la Tierra condujeron a cambios en los niveles de oxígeno que podrían haber sido cruciales para la proliferación de formas de vida hace millones de años.
Investigadores de la Universidad de Rochester estudiaron el campo magnético de la Tierra durante el Período de Transformación de Ediacara, que se extendió hace aproximadamente entre 635 y 541 millones de años. La investigación plantea interrogantes sobre los factores que podrían haber impulsado la aparición de organismos multicelulares complejos, como la fauna de Ediacara, notable por su parecido con los primeros animales. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadciw
Según John Tarduno, profesor William Kenan, Jr. en el Departamento de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente, una de las formas de vida más notables del período de Ediacara fue la fauna de Ediacara. Se destacaban por su parecido con los primeros animales: algunos incluso alcanzaban más de un metro (tres pies) y eran móviles, lo que indica que probablemente necesitaban más oxígeno que las formas de vida anteriores.
«Las ideas anteriores sobre la aparición de la espectacular fauna de Ediacara incluían factores genéticos o ecológicos, pero la proximidad con el campo geomagnético ultradébil nos motivó a revisar las cuestiones medioambientales y, en particular, la oxigenación de la atmósfera y los océanos», explica Tarduno. , quien también es decano de investigación de la Facultad de Artes y Ciencias y de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.
Los misterios magnéticos de la Tierra
Aproximadamente a 1.800 millas debajo de nosotros, el hierro líquido burbujea en el núcleo externo de la Tierra, creando el campo magnético protector del planeta. Aunque invisible, el campo magnético es esencial para la vida en la Tierra porque protege al planeta del viento solar, es decir, del flujo de radiación solar. Pero el campo magnético de la Tierra no siempre ha sido tan poderoso como lo es hoy.
Los investigadores han sugerido que un campo magnético inusualmente débil puede haber contribuido al surgimiento de la vida animal. Sin embargo, examinar el vínculo ha sido difícil debido a los datos limitados sobre la intensidad del campo magnético durante este tiempo.
Huella fósil de Dickinsonia, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en la actual Australia. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech
Tarduno y su equipo utilizaron estrategias y técnicas innovadoras para examinar la intensidad del campo magnético estudiando el magnetismo encerrado en antiguos cristales de feldespato y piroxeno de la roca anortosita. Los cristales contienen partículas magnéticas que preservan la magnetización de la formación de minerales. Al datar rocas, los investigadores pueden construir una línea de tiempo del desarrollo del campo magnético de la Tierra.
Aproveche las herramientas de vanguardia, incluido un CO2 láser y el magnetómetro del Dispositivo de Interferencia Cuántica Superconductora (SQUID) del laboratorio, el equipo analizó con precisión los cristales y el magnetismo encerrados en su interior.
Un campo magnético débil
Sus datos indican que el campo magnético de la Tierra, en ocasiones durante el período de Ediacara, era el campo más débil conocido hasta la fecha (hasta 30 veces más débil que el campo magnético actual) y que la intensidad del campo magnético ultradébil duró al menos 26 millones de años.
Un campo magnético débil facilita que las partículas cargadas del sol eliminen átomos ligeros como el hidrógeno de la atmósfera, provocando que escapen al espacio. Si la pérdida de hidrógeno es significativa, es posible que quede más oxígeno en la atmósfera en lugar de reaccionar con el hidrógeno para formar vapor de agua. Estas reacciones pueden provocar una acumulación de oxígeno con el tiempo.
Impresión fósil de Fractofusus, un ejemplo de la fauna de Ediacara, encontrada en lo que hoy es Terranova, con un centavo canadiense cerca para escalar. Crédito: Shuhai Xiao, Virginia Tech
La investigación de Tarduno y su equipo sugiere que durante el período Ediacárico, el campo magnético ultradébil provocó una pérdida de hidrógeno durante al menos decenas de millones de años. Esta pérdida puede haber provocado una mayor oxigenación de la atmósfera y la superficie de los océanos, permitiendo el surgimiento de formas de vida más avanzadas.
Tarduno y su equipo de investigación descubrieron previamente que el campo geomagnético se recuperó durante el período Cámbrico posterior, cuando la mayoría de los grupos de animales comenzaron a aparecer en el registro fósil, y que el campo magnético protector se restableció, permitiendo que la vida floreciera.
«Si el campo extraordinariamente débil hubiera permanecido después del Ediacara, la Tierra podría ser muy diferente del planeta rico en agua que es hoy: la pérdida de agua la habría secado gradualmente», dice Tarduno.
Dinámica básica y evolución.
El trabajo sugiere que comprender el interior de los planetas es crucial para considerar el potencial de vida más allá de la Tierra.
«Es fascinante pensar que los procesos en el núcleo de la Tierra podrían, en última instancia, estar relacionados con la evolución», dice Tarduno. «Mientras pensamos en la posibilidad de que haya vida en otros lugares, también debemos considerar cómo se forman y crecen los interiores de los planetas».
Para obtener más información sobre esta investigación, consulte Cómo el débil campo magnético de la Tierra ayudó al surgimiento de vida compleja.
Referencia: “El casi colapso del campo geomagnético puede haber contribuido a la oxigenación atmosférica y la radiación animal durante el período de Ediacara” por Wentao Huang, John A. Tarduno, Tinghong Zhou, Mauricio Ibañez-Mejia, Laércio Dal Olmo-Barbosa, Edinei Koester, Eric G. Blackman, Aleksey V. Smirnov, Gabriel Ahrendt, Rory D. Cottrell, Kenneth P. Kodama, Richard K. Bono, David G. Sibeck, Yong-Xiang Li, Francis Nimmo, Shuhai Xiao y Michael K. Watkeys, mayo 2, 2024, Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente. DOI: 10.1038/s43247-024-01360-4
Esta investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.
Una galería de fotografías impactantes ocre Las pinturas dibujadas en enormes paredes rocosas ofrecen información sobre la estrecha relación entre los humanos y los animales que vivieron en el Amazonas hace miles de años.
La obra está ubicada sobre afloramientos rocosos del Cerro Azul, en la Serranía de la Lindosa, un acantilado en Colombia. Incluye 3.223 dibujos de humanos y animales, incluida una colección de peces, reptiles y mamíferos de distintos tamaños, según un nuevo estudio publicado en la edición de septiembre de la revista. Revista de Arqueología Antropológica.
Algunas imágenes incluso muestran animales y humanos transformándose entre sí, lo que indica «la rica mitología que ha guiado a generaciones de indígenas amazónicos», según un comunicado de la Universidad de Exeter.
Aunque los investigadores no han fechado formalmente el lienzo, estimaron que existía desde el año 10.500 a.C.
«Estos sitios de arte rupestre incluyen la evidencia más antigua de presencia humana en la Amazonía occidental, que data de hace 12.500 años», dijo el autor principal. Marcos Robinsondijo en el comunicado profesor asociado del Departamento de Arqueología e Historia de la Universidad de Exeter.
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El equipo descubrió al menos 22 especies de animales, entre ellos venados, aves, pecaríes, lagartos, tortugas y tapires. Después de comparar los dibujos de animales con antiguos huesos de animales cortados descubiertos en excavaciones cercanas, los arqueólogos descubrieron que la representación proporcional de los dibujos por especies no correspondía a la proporción de huesos de animales, lo que indica que los indígenas no solo pintaban lo que ellos comieron. Los huesos cortados incluían una dieta diversa, que incluía peces, mamíferos y reptiles, como serpientes y cocodrilos.
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El arte rupestre contiene una variedad de temas, que incluyen (a) pesca; (b, c, e) caza; (d) un mono saltador; y (f) un animal desconocido con rasgos circulares y cabeza curva. (Crédito de la foto: Universidad de Exeter)
«El arte ofrece una visión asombrosa de cómo estos primeros colonos veían su lugar en el mundo y cómo formaban relaciones con los animales», dijo Robinson. “El contexto demuestra la complejidad de las relaciones de los amazónicos con los animales, como fuente de alimento pero también como seres venerados, que tenían conexiones sobrenaturales y requerían negociaciones complejas por parte de los especialistas en rituales. »
Dada la extensión del arte rupestre, los investigadores optaron por centrarse en seis paneles, incluido El Más Largo, de 40 metros de largo, que contiene 1.000 dibujos, y el panel mucho más pequeño, de 10 metros de largo, conocido como Principal, que contiene 244 imágenes, según el comunicado.
Tras catalogar las obras, los investigadores descubrieron que el 58% de los dibujos eran figurativos, la mitad de los cuales eran imágenes de animales. También observaron escenas que mostraban a personas pescando.
Los investigadores sólo pueden especular sobre el propósito y el significado del arte rupestre.
«Si bien no podemos estar seguros del significado de estas imágenes, ciertamente ofrecen mayores matices a nuestra comprensión del poder de los mitos en las comunidades indígenas», dijo el coautor del estudio. José Iriarte«Estos hallazgos son particularmente reveladores con respecto a los aspectos más cosmológicos de la vida en el Amazonas, como lo que se considera tabú, dónde reside el poder y cómo se llevaron a cabo las negociaciones con lo sobrenatural», dijo el profesor de Arqueología de la Universidad de Exeter. .
Agrandar/ En esta fotografía tomada el 3 de julio se ve la nave espacial Strainer de Boeing acoplada a la Estación Espacial Internacional.
Los astronautas que abordaron la nave espacial Starliner de Boeing hacia la Estación Espacial Internacional el mes pasado aún no saben cuándo regresarán a la Tierra.
Los astronautas Butch Wilmore y Suni Williams han estado en el espacio durante 51 días, seis semanas más de lo previsto inicialmente, mientras los ingenieros en tierra resuelven problemas con el sistema de propulsión de Starliner.
Los problemas son dobles. Los propulsores de la nave espacial se sobrecalentaron y algunos de ellos se apagaron cuando Starliner se acercó a la estación espacial el 6 de junio. Otro problema, aunque quizás relacionado, son las fugas de helio en el sistema de propulsión del barco.
El jueves, funcionarios de la NASA y Boeing dijeron que todavía planeaban traer a Wilmore y Williams de regreso a bordo de la nave espacial Starliner. Durante las últimas semanas, los equipos de tierra completaron las pruebas de un propulsor en un banco de pruebas en White Sands, Nuevo México. Este fin de semana, Boeing y la NASA planean poner en órbita los propulsores de la nave espacial para comprobar su rendimiento una vez acoplada a la estación espacial.
«Creo que estamos empezando a acercarnos a esas piezas finales de la lógica de vuelo para asegurarnos de que podamos regresar a casa de manera segura, y ese es nuestro enfoque principal en este momento», dijo Stich.
Estos problemas han llevado a especulaciones de que la NASA podría decidir devolver a Wilmore y Williams a la Tierra a bordo de una nave espacial SpaceX Crew Dragon. Actualmente hay un barco Crew Dragon atracado en la estación y se espera que se lance otro con una nueva tripulación el próximo mes. Steve Stich, jefe del programa de tripulación comercial de la NASA, dijo que la agencia ha estudiado planes de respaldo para llevar a la tripulación de Starliner a casa a bordo de una cápsula SpaceX, pero el objetivo principal sigue siendo llevar a los astronautas de regreso a bordo de Starliner.
«Nuestra primera opción es completar la misión», dijo Stich. “Hay muchas buenas razones para completar esta misión y traer a Butch y Suni de regreso a bordo de Starliner. Starliner fue diseñada, como nave espacial, para tener a la tripulación en la cabina. »
El Starliner fue lanzado desde la Estación Espacial de Cabo Cañaveral en Florida el 5 de junio. Wilmore y Williams son los primeros astronautas en volar al espacio a bordo de la cápsula de tripulación comercial de Boeing, y este vuelo de prueba tiene como objetivo allanar el camino para futuros vuelos operativos para rotar tripulaciones de cuatro hacia y desde la Estación Espacial Internacional.
Una vez que la NASA certifique completamente a Starliner para misiones operativas, la agencia tendrá dos naves espaciales amigables para los humanos disponibles para vuelos a la estación. Crew Dragon de SpaceX transporta astronautas desde 2020.
Pruebas, pruebas y más pruebas.
La NASA extendió la duración del vuelo de prueba de Starliner para realizar pruebas y analizar datos en un esfuerzo por generar confianza en la capacidad de la nave espacial para llevar a su tripulación a casa de manera segura y comprender mejor las causas profundas del sobrecalentamiento de los propulsores y las fugas de helio. Estos problemas se encuentran dentro del módulo de servicio Starliner, que se desecha para quemarse en la atmósfera al reingresar, mientras que el módulo de tripulación reutilizable, con los astronautas dentro, se lanza en paracaídas para un aterrizaje amortiguado por una bolsa de aire.
La más importante de estas pruebas consistió en una serie de disparos de prueba de un propulsor Starliner en tierra. Este propulsor se tomó de un conjunto de hardware planeado para volar en una futura misión Starlink, y los ingenieros lo sometieron a una prueba de esfuerzo, tirando de él repetidamente para replicar la secuencia de pulsos que vería en vuelo. Las pruebas simularon dos secuencias de vuelo a la estación espacial y cinco secuencias que realizaría el propulsor durante el desacoplamiento y la salida de órbita para regresar a la Tierra.
«Este propulsor ha sufrido una serie de pulsaciones, quizás incluso más de las que anticiparíamos en vuelo, y más agresivas en términos de dos ascensos y cinco descensos», dijo Stich. “Lo que observamos en el propulsor es el mismo tipo de degradación del empuje que observamos en órbita. En varios propulsores (en Starliner) vemos un empuje reducido, lo cual es importante. »
La computadora de vuelo de Starliner apagó cinco de los 28 propulsores del sistema de control de reacción de la nave espacial, producidos por Aerojet Rocketdyne, durante su encuentro con la estación espacial el mes pasado. Cuatro de los cinco propulsores se recuperaron después de sobrecalentarse y perder empuje, pero los funcionarios declararon que uno de los propulsores era inutilizable.
El propulsor probado en tierra mostró un comportamiento similar. Las inspecciones del propulsor en White Sands mostraron hinchazón en un sello de teflón de una válvula oxidante, lo que podría restringir el flujo del propulsor de tetróxido de nitrógeno. Los propulsores, cada uno de los cuales genera alrededor de 85 libras de empuje, consumen el oxidante de tetróxido de nitrógeno, o NTO, y lo mezclan con combustible de hidracina para la combustión.
Una válvula de mariposa, similar a la válvula de inflado de un neumático, está diseñada para abrirse y cerrarse para permitir que el tetróxido de nitrógeno fluya hacia el propulsor.
«Esta válvula tiene un sello de teflón en el extremo», explicó Nappi. “Bajo el efecto del calor y el vacío natural que se produce cuando se dispara el propulsor, esta junta se deformó e incluso se abombó ligeramente. »
Stich dijo que los ingenieros están evaluando la integridad del sello de teflón para determinar si podría permanecer intacto durante el desacoplamiento y la salida de órbita de la nave espacial Starliner. No se necesitan propulsores mientras Starliner está conectado a la estación espacial.
“¿Podría esta foca en particular sobrevivir el resto del vuelo?” Esa es la parte importante”, dijo Stich.
Un nuevo estudio ha descubierto que el código genético del Amoebidium unicelular contiene restos de antiguos virus gigantes, lo que proporciona información sobre la evolución genética de la vida compleja. Este hallazgo revela que estos genes virales, aunque potencialmente dañinos, se mantienen inactivos mediante procesos químicos dentro del ADN de Amoebidium, lo que sugiere una relación más compleja entre los virus y sus huéspedes, lo que podría afectar nuestra comprensión de la evolución genética de otros organismos, incluidos los humanos.
Los microorganismos revelan cómo nuestros predecesores unicelulares incorporaron ADN viral en sus propios genomas.
Los investigadores han descubierto restos de antiguos virus gigantes en el genoma de Amoebidium, un organismo unicelular, lo que sugiere que dichas secuencias virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de formas de vida complejas. Este estudio destaca la relación dinámica entre los virus y sus huéspedes, que también refleja la genética humana.
Un nuevo estudio publicado en la revista científica ha descubierto un giro sorprendente en la historia evolutiva de la vida compleja. Avances científicosInvestigadores de la Universidad Queen Mary de Londres han descubierto que un organismo unicelular, estrechamente relacionado con los animales, contiene restos de antiguos virus gigantes en su código genético. Este descubrimiento proporciona una mejor comprensión de cómo los organismos complejos pudieron adquirir algunos de sus genes y destaca la interacción dinámica entre los virus y sus huéspedes.
El estudio se centró en un microbio llamado Amoebidium, un parásito unicelular que se encuentra en ambientes de agua dulce. Al analizar el genoma de Amoebidium, los investigadores dirigidos por el Dr. Alex de Mendoza Soler, profesor titular de la Escuela de Ciencias Biológicas y del Comportamiento de Queen Mary, descubrieron una sorprendente abundancia de material genético de virus gigantes, algunos de los virus más grandes conocidos por la ciencia. Estas secuencias virales estaban fuertemente metiladas, una etiqueta química que a menudo silencia los genes.
«Es como encontrar caballos de Troya escondidos dentro del Amoebidium ADN«Estas inserciones virales son potencialmente peligrosas, pero Amoebidium parece controlarlas silenciándolas químicamente», explica el Dr. de Mendoza Soler.
El microbio Amoebidium appalachense vive su ciclo de desarrollo en el laboratorio. Los núcleos se dividen dentro de una célula hasta la madurez (~40 h en el video), cuando cada núcleo se convierte en una sola célula y la colonia se rompe dando lugar a la descendencia. Crédito: Álex de Mendoza
Investigación actual e implicaciones.
Luego, los investigadores estudiaron el alcance de este fenómeno. Compararon los genomas de varios aislados de Amoebidium y encontraron una variación significativa en el contenido viral. Esto sugiere que el proceso de integración y silenciamiento viral es continuo y dinámico.
«Estos resultados desafían nuestra comprensión de la relación entre los virus y sus huéspedes», afirma el Dr. de Mendoza Soler. “Tradicionalmente, los virus se consideran invasores, pero este estudio sugiere una historia más compleja. Las inserciones virales pueden haber desempeñado un papel en la evolución de organismos complejos al proporcionarles nuevos genes. Y esto es posible gracias a la domesticación química del ADN de estos intrusos. »
Células de Amoebidium appalachense teñidas para detectar ADN (en azul, que muestra el núcleo) y actina (en verde), resaltando las membranas celulares en la etapa de celularización de la colonia. Crédito: Álex de Mendoza
Además, los descubrimientos realizados sobre Amoebidium ofrecen paralelos intrigantes con la forma en que nuestros propios genomas interactúan con los virus. Al igual que Amoebidium, los humanos y otros mamíferos tienen restos de virus antiguos, llamados retrovirus endógenos, incrustados en su ADN. Si bien estos restos se consideraban anteriormente “ADN basura” inactivo, ahora algunos pueden ser beneficiosos. Sin embargo, a diferencia de los virus gigantes que se encuentran en Amoebidium, los retrovirus endógenos son mucho más pequeños y el genoma humano es significativamente más grande. Investigaciones futuras pueden explorar estas similitudes y diferencias para comprender la compleja interacción entre virus y formas de vida complejas.
Referencia: “La metilación del ADN permite la endogenización recurrente de virus gigantes en un animal relacionado” por Luke A. Sarre, Iana V. Kim, Vladimir Ovchinnikov, Marine Olivetta, Hiroshi Suga, Omaya Dudin, Arnau Sebé-Pedrós y Alex de Mendoza, 12 de julio , 2024, Avances científicos. DOI: 10.1126/sciadv.ado6406
