Los estromatolitos

 

    En lugares de aguas tranquilas de la costa occidental australiana se han encontrado los estromatolitos –que no son otra cosa más que restos fosilizados de colonias microbianas-. Estas  estructuras minerales bioconstruídas, que finamente terminan estratificadas con una morfología laminar, originados por la producción, captura y fijación de partículas carbonatadas por parte de biopelículas de cianobacterias (https://tinyurl.com/rzjz3tww). Estas “colonias” tienen una morfología similar a las actuales, como si fuesen una memoria histórica de la Tierra en aquellos lugares donde aún persisten condiciones primitivas de vida.

Los estromatolitos son estructuras rocosas de forma laminar formadas por precipitación de minerales en las superficies de crecimiento de comunidades bacterianas –por lo común bacterias verdeazuladas–, que vuelven a formar nuevas láminas de crecimiento encima de los sedimentos minerales repitiendo así el ciclo y dando al conjunto un aspecto de “pastel de hojaldre” de color verdeparduzco.

Además de los estromatolitos fósiles, también se han hallado vestigios directos de microorganismos que podían haber vivido hace 3.000 millones de años. En Australia se han descubierto hileras de células agrupadas formando filamentos curvados que se asemejan extraordinariamente a los filamentos bacterianos de nuestros días. Antes de 3.800 millones de años es probable que la vida estaba ya en marcha y podría ser interesante preguntarnos… ¿Cómo fue y dónde se formó esa entidad vital de naturaleza mucho más simple que una bacteria?

Lo que parece claro, es que en algún momento –probablemente entre 4.000 y 3.500 millones de años– en la historia de la Tierra, algunos sistemas químicos pudieron convertirse en sistemas biológicos sencillos capaces de autorreplicarse y evolucionar, trasladando aquí la frase de A. Einstein, los sistemas “lo más simple posible”. En este aspecto, la “chispa” de la vida más probable surge de las proteínas y los ácidos nucleicos.

ADN y ARN, son los elementos que casi nadie pone en duda surgieron de una primitiva “poción mágica” (“la sopa primigenia”, de A. Oparin; (https://tinyurl.com/9duxy279)“la pequeña charca cálida”, según la terminología darwiniana) rica en sustancias orgánicas –de la que seguimos sin tener la “receta” completa– en un medio ambiente reductor, es decir, pobre en oxígeno.  ¿Cuál de ellos entró primero en escena?

Se cree que el período de tiempo transcurrido entre la formación de la Tierra y la aparición de las primeras células procariotas fue más rápido que el posterior perfeccionamiento de éstas hasta las células eucariotas. Se ha especulado que en el camino desde el primer protobionte hasta las células bacterianas, las arquebacterias pudieran ocupar el lugar reservado al antepasado universal común de los organismos vivos.

El interés por las arquebacterias procede de la posición intermedia que ocupan entre las eubacterias y los seres eucariotas ( https://tinyurl.com/tswu8h82 ), ya que tienen muy pocos rasgos propios, comparten con los otros dos reinos primarios una amplia variedad de características fenotípicas y poseen una lejana mayor diversidad filogenética. Todo ello ha hecho pensar que fuera una arquebacteria con un aparato genético desarrollado, capaz de obtener energía y sobrevivir en condiciones extremas, la que evolucionara de forma independiente hacia las eubacterias, por una parte, y hacia el componente nucleocitoplasmático de los eucariotas por otra.

Esto lo apuntala el hecho de que los principales grupos de arquebacterias reflejan probables orígenes en ambientes particularmente extremados que parecen no haber sido raros en etapas muy tempranas de la Tierra: cráteres volcánicos hidrotermales, géiseres, fumarolas, “charcas” con grados de salinidad o acidez extremos, depósitos subterráneos profundos –incluidas fracturas del piso oceánico– y otros hábitats marginales.

Este artículo se apoya en el conocimiento de que todos los seres vivos que podemos ver a simple vista están hechos de las mismas células complejas con orgánulos internos llamadas eucariotas. Una persona puede poseer un conjunto de 30 billones de células eucariotas. Todas las plantas, animales y hongos son eucariotas. También resume en parte en lo publicado en “La historia oculta de los últimos 75.000 años” (Edit: Kos, Comunicación Científica y Sociedad, Madrid.

Cuando Charles Darwin publicó en 1859, El origen de las especies, sostenía que habría habido solo un progenitor para todas las formas de vida. Afirmó, que la idea del ancestro común, debería ser un principio fundamental de la teoría evolutiva. el último antepasado común universal, es conocido por sus siglas en inglés LUCA (last universal common ancestor). Es el hipotético primer ser vivo del cual descienden, o diría mejor, descendemos, todos los seres vivos existentes. Según relojes moleculares recientes, las arqueas y bacterias divergieron a finales del eón Hádico-una división informal de la escala temporal geológica, es la primera división del Precámbrico-hace aproximadamente 4100 millones de años, ​lo que implica que LUCA tuvo que haber vivido hace 4.250 millones de años según las estimaciones.

Hace más de 1.450 millones de años según sabemos, la vida comenzó a desarrollar la capacidad de metabolizar el oxígeno, tema este del que ya hemos conversado (http://bit.ly/2jx2WSY) en este blog. Cuando una célula arqueal envolvió a una bacteria, se estrenaría un nuevo equilibrio lo que dio lugar a que estos dos organismos evolucionaran juntos. Algunos otros organismos como hongos, amebas o de linajes ciliados en entornos anaeróbicos, han perdido la capacidad de respirar con el tiempo. 

Los científicos también descubrieron que el Henneguya salminicola (ver) que es una especie de parásito mixosporano de ciertas especies de salmones del género Oncorhynchus, había desarrollado una especie de órganos parecido a las mitocondrias que se caracterizan por poseer unos pliegues en la membrana interna que, normalmente, no se aprecian en las mitocondrias convencionales. Existe otro parásito similar, el Myxobolus squamalis, que a diferencia del diminuto cnidario, este si mostraba genoma mitocondrial.

Henneguya salminicola, vive en el tejido del salmón y evolucionó de tal forma que ya no precisa oxígeno para producir energía en su metabolismo. Este fue un descubrimiento que demuestra como la respiración aeróbica, una de las vías metabólicas más importantes, no es ubicua entre los animales.

Hasta ahora, se creía que todas las plantas y animales usaban oxígeno para generar un combustible llamado trifosfato de adenosina (ATP), que impulsa los procesos celulares y que tiene lugar en unas estructuras celulares llamadas mitocondrias. Sin embargo, el estudio de Henneguya salminicola, demostró que este diminuto animal de apenas 10 células perdió en algún momento sus mitocondrias y no basa su producción de energía en alguna de las formas hasta ahora conocidas entre los organismos pluricelulares. 

Una de las grandes interrogantes que tienen los científicos es cómo puede sobrevivir este organismo sin oxígeno, y una de las tesis es que la salminicola perdió sus mitocondrias como un mecanismo evolutivo, ya que, al vivir dentro del salmón, se desarrolla en un ambiente desprovisto de oxígeno y así, según el estudio, al perder el genoma mitocondrial, ahorra energía al no tener que copiar genes para funciones que ya no necesita. Los científicos suponen que, en cambio, el parásito podría absorber de alguna forma la energía del salmón, aunque se desconoce aún de qué forma.

Finalmente recordemos que inicialmente, y muy curiosamente, los primeros organismos en nuestro planeta comenzaron a desarrollar la capacidad de metabolizar el oxígeno, es decir, a respirar, en algún momento hace más de 1.450 millones de años. Para Dayana Yahalom y col (Proc Natl Acad Sci U S A, 2020 Mar 10;117(10):5358-5363) H. salminicola ha perdido prácticamente todos los genes nucleares involucrados en transcripción y replicación del genoma mitocondrial, así la investigación descrita en 2020, señala como la adaptación de los seres en un medio anaerobio no es un fenómeno único en la especie animal de un eucariota unicelular y se ha visto también en otros parásitos multicelulares cuyo mejor ejemplo en el H. salminicola.

Maracaibo, el día lunes 27 de enero del año 2025