Resumen (7 de Febrero de 2006): J. William Schopf, paleobiólogo de la UCLA, y sus colegas, han producido unas imágenes en tres dimensiones de fósiles primitivos (de entre 650 y 850 millones de años de antigüedad) preservados en rocas, una hazaña nunca antes lograda.





Basado en un lanzamiento de la UCLA

Esta imagen, de una roca estratificada, muy suave, nodular, bautizada como "Peace" en honor de Martin Luther King Jr., presenta un hueco de 4,5 centímetros de diámetro (1,8 pulgadas) que el Spirit excavó en su superficie con la herramienta de abrasión de roca. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Cornell

El paleobiólogo J. William Schopf, de la UCLA, y sus colegas, han producido unas imágenes en tres dimensiones de fósiles primitivos (de entre 650 y 850 millones de años de antigüedad) preservados en rocas, una hazaña nunca antes lograda.

Schopf sostiene que, para una misión espacial futura a Marte para traer rocas a la Tierra, las técnicas que él ha utilizado, llamadas microscopía por escaneo de láser confocal y espectroscopía Raman, les permitirían a los científicos buscar fósiles microscópicos en el interior de las rocas para buscar señales de vida, tales como paredes celulares. Estas técnicas no destruirían las rocas.

'Es asombroso ver un fósil microscópico orgánicamente preservado dentro de una roca, y en tres dimensiones', dijo Schopf, quien también es geólogo, microbiólogo y geoquímico orgánico. 'Es muy difícil tener una visión de la bioquímica de organismos que vivieron hace miles de millones de años, y estas técnicas (la microscopía confocal y la espectroscopía Raman) la proporcionan. Se ven las células en la microscopía confocal, y la espectroscopía Raman nos da la composición química.

'Podemos observar el fósil desde abajo, verlo desde arriba, desde los costados, y rotarlo alrededor; no podíamos hacerlo con ninguna otra técnica, pero ahora sí, gracias a la microscopía de escaneo láser confocal.

Además, aún cuando los fósiles son extremadamente diminutos, las imágenes son nítidas y precisas. De este modo, podemos ver cómo los fósiles se han degradado a lo largo de millones de años, y enterarnos de cuáles son las características biológicas y qué es lo que ha sido modificado con el tiempo'.

Su investigación se publica en la edición de Enero de la revista Astrobiology, en donde reporta los resultados de la microscopia confocal de los primitivos fósiles. (Schopf publicó imágenes anteriores en 3-D de fósiles arcaicos, obtenidas por la espectroscopia de Raman, en la revista Geobiology, en el año 2005).

Desde su primer año como estudiante graduado de Harvard, en los años sesenta, Schopf tenía ya el objetivo de conducir análisis químicos de un fósil microscópico individual dentro de una roca, pero no contaba con la técnica para hacerlo, hasta ahora.

'He querido esto desde hace 40 años, pero no había ningún modo de hacerlo', dijo Schopf, el primer científico en emplear la microscopía confocal en el estudio de los fósiles incrustados en rocas antiguas. Es el director del Instituto de la UCLA de Geofísica y del Centro de Física Planetaria para el Estudio de la Evolución y el Origen de la Vida.

La espectroscopía Raman, una técnica utilizada originalmente por químicos, permite ver la estructura molecular y química de antiguos microorganismos en tres dimensiones, revelando de qué están hechos los fósiles sin destruir las muestras. La espectroscopía Raman puede ayudar a demostrar si unos fósiles son biológicos, dijo Schopf. Esta técnica requiere que se enfoque un láser desde un microscopio sobre una muestra; la mayor parte de la luz láser es dispersada, pero una pequeña parte es absorbida por el fósil.

Schopf es el primer científico que utiliza esta técnica para analizar antiguos fósiles microscópicos. Él descubrió que la composición de los fósiles cambiaba; el nitrógeno, el oxígeno y el azufre eran reemplazados, dejando en su lugar carbono e hidrógeno.

Un fósil de 650 millones de años de Kazajstan. Arriba: Imagen óptica de un fósil de cianobacterias. En el centro: imagen confocal del mismo fósil. Abajo a la izquierda: primer plano de una sección de la imagen confocal. Abajo a la derecha: imagen química Raman de la misma región en recuadro. Crédito: UCLA

La microscopía confocal emplea un rayo láser enfocado que hace que las paredes orgánicas emitan luz fluorescente, permitiendo que se vean en tres dimensiones. La técnica, usada por vez primera por biólogos para estudiar la actividad interna de células vivas, es nueva para la geología.

Los microorganismos antiguos son 'deshechos estancados' entre la vida primigenia, demasiado pequeños para ser vistos a simple vista.

Entre los coautores de Schopf de la UCLA se encuentran Abhishek Tripathi y Andrew Czaja, estudiantes de Geología, y el científico senior Anatoliy Kudryavtsev. La investigación recibe fondos de la NASA.

Schopf es editor de 'La Biosfera Primigenia de la Tierra' y 'La Biosfera Proterozoica: un Estudio Multidisciplinar'('Earth's Earliest Biosphere' y 'The Proterozoic Biosphere: A Multidisciplinary Study'), manuales que facilitan la comprensión del conocimiento de más de 4 000 millones de años de la historia de la Tierra, desde la formación del sistema solar hace 4 600 millones de años hasta los acontecimientos de hace 500 millones de años.