De la biología evolutiva
Por un estudio recién aparecido en Nature, hoy sabemos que la vida compleja se desarrolló mil millones de años antes de lo que se creía. Este nuevo estudio genético señala que las primeras células complejas surgieron en un mundo en el que aún no existía el suficiente oxígeno, de manera que Nature acaba de poner en entredicho algunos de los dogmas más arraigados de la biología evolutiva.
Hasta hace bien poco, la ciencia estaba convencida de que la aparición de los organismos complejos, que con el tiempo dieron lugar a los animales y, finalmente, a nosotros, sucedió hace relativamente poco tiempo, hace la bicoca de unos 630 millones de años, en un repentino “estallido de creatividad biológica”. Pero este nuevo estudio, liderado por la Universidad de Bristol, nos obliga a reconsiderar una buena parte de esa historia.
Al parecer, el camino hacia la complejidad no fue una especie de carrera apurada (esmollejaitos diríamos por acá), la carrera era como si la naturaleza pareciera estar apurada, pero era más bien, un maratón lento, tortuoso y, sobre todo, muy reteque-antiguo. La 'maquinaria' de la vida compleja, en realidad comenzó a desarrollarse casi mil millones de años antes de lo que creíamos, y lo hizo además en unas condiciones que hasta ahora considerábamos imposibles: y es que era aquel, un mundo asfixiante y carente de oxígeno.
Sabemos que en nuestro planeta existen dos clases distintas de vida. Por un lado, están los procariotas: organismos unicelulares sencillos, como las bacterias y las arqueas, que se distinguen por una característica crucial: no tienen divisiones internas. Su material genético, en efecto, está disperso por todo su interior, sin estructuras diferenciadas. Sería como un estudio de una sola habitación: pequeño, eficiente, pero muy simple. Los procariotas fueron los primeros en llegar, y han estado aquí desde el principio. Se calcula que aparecieron hace más de 4.000 millones de años.
Por otro lado, están, estamos, los eucariotas. Este grupo, que apareció en la Tierra hace entre 1.500 y 2.000 millones de años, incluye a las algas, los hongos, las plantas y, por supuesto, a todos los animales, nosotros entre ellos. Las células eucariotas son inmensamente más sofisticadas y si dijimos que comparativamente las procariotas eran “un estudio”, las células eucariotas son mansiones: con habitaciones especializadas (organelas), un centro de mando blindado donde se guarda el ADN (el núcleo) y unas centrales energéticas propias (las mitocondrias). Sin ellas, la vida compleja ( de animales y plantas) nunca habría podido desarrollarse.
Todo este está claro. Sí, pero… ¿Cómo
y cuándo una simple bacteria dio el 'salto' para convertirse en una célula
eucariota mucho más complicada? La teoría clásica nos decía que esto ocurrió
hace 'poco' tiempo (en términos geológicos) y que previamente fue necesario que la
atmósfera se llenara de oxígeno para suministrar la energía necesaria para
ese cambio. Pero los investigadores de Bristol,
junto con sus colaboradores de la Universidad de Bath y los del Instituto de
Okinawa (OIST), han descubierto que esa idea estaba equivocada. ¿Como? Para averiguarlo, recurrieron a
una técnica conocida como 'relojes
moleculares', analizando cientos de familias de genes para rastrear su
historia hacia atrás en el tiempo, como quien sigue las migas de pan en un
bosque para encontrar el origen del camino. Así, al estilo “Pulgarcito”, el del
cuento infantil, al combinar estos datos genéticos con el registro fósil, el
equipo creó un árbol de la vida con una resolución temporal sin precedentes.
Pero los datos del equipo de Bristol dibujan un escenario totalmente nuevo que los investigadores han bautizado como CALM (Complex Archaeon, Late Mitochondrion, o Arquea Compleja, Mitocondria Tardía). Según este modelo, nuestros ancestros microscópicos ya habían empezado a construir estructuras complejas, esqueletos internos y sistemas de transporte de membranas mucho antes de que llegaran las mitocondrias. Es decir, que la vida no esperó a tener la 'central eléctrica' instalada para empezar a ampliar la casa. La complejidad estructural precedió a la complejidad energética
Estos hallazgos tienen grandes implicaciones que sacuden los cimientos mismos de la geoquímica. Porque si estos primeros pasos hacia la complejidad ocurrieron hace casi 3.000 millones de años, significa que tuvieron lugar en unos océanos anóxicos, totalmente desprovistos de oxígeno. «El ancestro de los eucariotas -explica Philip Donoghue, paleobiólogo de la Universidad de Bristol y coautor del estudio- comenzó a desarrollar características complejas aproximadamente mil millones de años antes de que el oxígeno fuera abundante». O sea, que las mitocondrias, que son las que nos permiten respirar oxígeno hoy, llegaron mucho más tarde, y curiosamente coincidieron con el momento en que los niveles de este gas empezaron a subir en la atmósfera.
Esto cambiará también la forma en que buscamos vida en otros planetas. Porque si resulta que la complejidad puede surgir en mundos sin oxígeno, el abanico de lugares donde podríamos encontrar 'vida avanzada' se amplía considerablemente. Hasta la publicación de este estudio, la cronología aceptada era bastante conservadora. Se asumía que las bacterias dominaron en solitario durante 3.000 millones de años y que solo hace unos 635 millones de años, tras un aumento global del oxígeno, la vida compleja despegó definitivamente.
Sin embargo, a pesar de la novedad que supone el estudio de Nature, ya teníamos algunas pistas previas de que algo no encajaba. Y es que, como ya lo publicó ABC, existen antecedentes intrigantes, como los descubiertos en Julio de 2024 en la cuenca de Franceville, en Gabón. Allí, un equipo dirigido por Ernest Chi Fru, de la Universidad de Cardiff, encontró fósiles de organismos supuestamente complejos de hace 2.100 millones de años. Aquel hallazgo, considerado como “un 'experimento fallido' de la naturaleza”, sugería que la vida intentó dar el 'salto' a la complejidad mucho antes, aprovechando un pico temporal de oxígeno provocado por volcanes submarinos y cianobacterias, pero que 'dio marcha atrás' y se extinguió cuando las condiciones empeoraron.
El nuevo estudio genético no
contradice necesariamente la existencia de experimentos fallidos como el de
Gabón, nos dice, en efecto, que la maquinaria genética para la complejidad no
surgió de la nada, ni en Gabón hace 2.100 millones de años ni tampoco hace 600,
porque los “ladrillos' genéticos”
para construir células complejas se estaban cocinando lentamente desde desde
hace 2.900 millones de año. Lo que Chi Fru llamó en su día un 'primer intento que no logró prosperar',
podría ser en realidad una de las primeras manifestaciones físicas visibles de
ese largo proceso genético invisible que acaba de desvelar la Universidad de
Bristol. La vida, sencillamente, estaba ensayando.
Pero si la maquinaria comenzó a funcionar hace 2.900 millones de años, ¿por qué tardamos tanto en ver animales grandes y plantas? Gergely Szöllősi, otro de los autores del estudio, lo resume con el concepto de 'complejificación acumulativa'. En otras palabras, no se puede construir un rascacielos en un día. La evolución de la vida es compleja, de hecho, no fue un evento puntual, sino un proceso agónicamente lento. Primero hubo que 'inventar' las herramientas internas (el núcleo, el esqueleto celular, etc) en un mundo sin aire. Luego, hubo que esperar a la fusión con una bacteria que diera origen a la mitocondria. Y finalmente, hubo que esperar aún más, a que el planeta mismo cambiara, llenándose de oxígeno, para que esa maquinaria pudiera funcionar a pleno rendimiento y crear la biodiversidad que hoy disfrutamos.
La vieja idea de que la Tierra fue un
lugar aburrido, habitado solo por bacterias
'tontas' durante la mayor parte de su historia, parece estar condenada. En
las profundidades de aquellos océanos oscuros y sin oxígeno, hace casi 3.000
millones de años, la naturaleza ya estaba trabajando silenciosamente en el
diseño de la célula que, eones después, daría lugar a las criaturas que
intentan comprenderla.
Maracaibo, domingo 19 de abril, del año 2026