Un estudio radical sugiere que la vida en la Tierra surgió dos veces
Un equipo internacional de investigadores, liderados por científicos de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (Alemania), ha publicado en la revista Science Advances una investigación que desafía una de las concepciones más arraigadas de la biología moderna: la idea de que toda la vida terrestre desciende de un único ancestro común vivo. Según el nuevo trabajo, las dos grandes ramas de la vida —bacterias y arqueas— habrían cruzado de manera independiente el umbral de lo vivo, en un proceso que se habría producido no una, sino dos veces.
EL HALLAZGO CENTRAL
El biólogo William Martin, autor principal del estudio, no duda al formular la conclusión: "El nuevo dato solo permite una explicación. Los linajes bacterianos y arqueanos realizaron la transición al estado de vida libre de manera independiente. Solo las células de vida libre están vivas. Llamémoslo por su nombre: estamos ante un origen del código genético, pero dos orígenes de la vida".
La afirmación resulta especialmente provocadora porque durante décadas la biología evolutiva ha sostenido que LUCA ("Last Universal Common Ancestor" o último ancestro común universal) era una forma de vida ya completa, una célula autónoma de la que derivaría todo el árbol de la vida tal como lo conocemos.
LA METODOLOGÍA
Para llegar a esta conclusión, los investigadores analizaron las estructuras proteicas de las enzimas metabólicas centrales presentes en los genomas de bacterias y arqueas. Desarrollaron un método y un algoritmo capaces de ordenarlas según su complejidad, lo que les permitió reconstruir un orden evolutivo aproximado de cuándo apareció cada una.
El resultado fue sorprendente: LUCA poseía enzimas para apenas la mitad de las reacciones del metabolismo. La otra mitad era catalizada por metales presentes en el ambiente donde surgió LUCA, probablemente en entornos hidrotermales altamente reactivos.
CUATRO FASES HACIA LA VIDA
El equipo identifica cuatro fases en el desarrollo de la catálisis:
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Primera fase: dependencia total de los metales del entorno (hidrógeno, amoníaco, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno) que actuaban como catalizadores naturales.
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Segunda fase: una vez que se acumularon suficientes moléculas útiles, las protocélulas —incluido LUCA— empezaron a desarrollar enzimas propias que replicaban algunas funciones de los catalizadores metálicos.
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Tercera fase: generaciones posteriores de protocélulas desarrollaron más y más enzimas, reduciendo progresivamente su dependencia de los metales externos.
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Cuarta fase: la aparición de células verdaderamente autónomas, que ya no dependían de catalizadores externos. Solo entonces pueden considerarse "de vida libre" y, por tanto, plenamente vivas.
Según los autores, este punto crítico no se alcanzó hasta después de que bacterias y arqueas se separaran como linajes. Las dos ramas encontraron, cada una por su cuenta, soluciones distintas al mismo problema metabólico.
PRUEBAS DE INDEPENDENCIA
La bióloga Natalia Mrnjavac, coautora del estudio, destaca las pruebas de esta evolución paralela: "Podemos ver casos en los que los ancestros de bacterias y arqueas evolucionaron de manera independiente enzimas estructuralmente distintas para catalizar la misma reacción metabólica esencial. Esas invenciones paralelas pudieron abrir el camino a la aparición independiente de bacterias y arqueas de vida libre".
EL PAPEL DE LOS FOSFUROS
Otro hallazgo relevante del estudio identifica un posible precursor del ATP, la molécula que actualmente alimenta el metabolismo celular. La científica molecular Manon Schlikker explica: "Cuando hacemos reaccionar fosfito —una forma de fósforo que aparece de forma natural en fuentes hidrotermales— con compuestos orgánicos, obtenemos reacciones de fosforilación metabólica durante la noche y en agua. El fosfito y el paladio sustituyen al ATP y a las enzimas; es asombroso, y facilita mucho la comprensión de la evolución temprana".
Este descubrimiento resuelve en parte el dilema del huevo y la gallina que planteaba el ATP: esta molécula es vital para el metabolismo actual, pero ella misma es producida por enzimas, lo que planteaba un problema en la química prebiótica.
IMPLICACIONES PARA EL ÁRBOL DE LA VIDA
Si las conclusiones del estudio se confirman con investigaciones posteriores, el árbol de la vida tal como lo concebimos podría necesitar una revisión profunda. La imagen clásica presenta a LUCA como el "tronco" único del que parten todas las ramas de la vida pasada y presente. La nueva hipótesis sugiere que pudo haber dos troncos completamente separados, que se bifurcaron en las raíces, antes incluso de que sus protagonistas fueran técnicamente vivos.
CUESTIONES ABIERTAS
El propio equipo reconoce que quedan interrogantes fundamentales. Martin y sus colegas escriben en su artículo: "Casi todo sobre el origen del metabolismo es objeto de debate, incluidos los papeles de la energía, la genética, la autocatálisis, el fosfato, los cofactores, el cianuro, el CO2 y el agua".
Una de las grandes incógnitas restantes es el medio en que ocurrieron estas reacciones: ¿fue agua, como sugiere la reacción del fosfito descrita por Schlikker, o una sustancia viscosa y pegajosa que concentrara los reactivos? La respuesta a esta pregunta sigue abierta y probablemente requerirá nuevos experimentos en química prebiótica.
En definitiva, el estudio no solo replantea uno de los mayores misterios de la biología, sino que también demuestra que la ciencia del origen de la vida está lejos de haber dicho su última palabra. Si la hipótesis de los dos orígenes se consolida, estaríamos ante una de las revisiones más profundas de nuestra comprensión de lo que significa estar vivo.