Biología sin oxígeno

Un nuevo estudio genético señala que las primeras células complejas surgieron en un mundo donde aún no existía el suficiente oxígeno, y esto sucedería mil quinientos millones de años antes de lo que hasta ahora se creía…

 

Un nuevo y exhaustivo estudio genético recién publicado en 'Nature' acaba de poner en entredicho algunos de los dogmas más arraigados de la biología evolutiva: las primeras células complejas surgieron mil millones de años antes de lo que se pensaba. Y lo hicieron, además, en un mundo en el que aún no existía el suficiente oxígeno.

 

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 unos 630 millones de años, en un repentino 'estallido' de creatividad biológica. Pero el nuevo estudio, liderado por la Universidad de Bristol, nos obliga a reconsiderar una buena parte de esa historia, pues, al parecer, el camino hacia la complejidad no fue una especie de carrera fija y segura de la naturaleza, sino un maratón lento, tortuoso y, sobre todo, extremadamente antiguo. La 'maquinaria' de la vida compleja 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: en un mundo asfixiante y carente de oxígeno.

 

Sabemos a grandes rasgos, 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, han estado aquí desde el principio, y se calcula que aparecieron hace más de 4.000 millones de años.

 

Por otro lado, están, o estamos: nosotros, los eucariotas. Este grupo, 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. Si las procariotas son como “un estudio', las células eucariotas son verdaderas mansiones: tienen habitaciones especializadas (las organelas u orgánulos), un centro de mando blindado donde se guarda el ADN (el núcleo) y unas centrales energéticas propias hasta con su ADN propio (las mitocondrias). Sin ellas, la vida compleja (la de los animales y de las plantas) nunca habría podido desarrollarse.

 

El camino hacia la complejidad fue sino un maratón lento, tortuoso y, sobre todo, extremadamente antiguo. ¿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 colaboradores de la Universidad de Bath y del Instituto de Okinawa (OIST), han descubierto que esa idea estaba equivocada.

 

Para ello, 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 combinar estos datos genéticos con el registro fósil, el equipo creó un árbol de la vida con una resolución temporal sin precedentes.

 

La principal conclusión del estudio es una revolución: la transición hacia la vida compleja comenzó hace 2.900 millones de años. Es decir, más de mil millones de años antes de lo que se suponía. Pero lo más sorprendente no es solo ese resultado, sino el orden de los factores. Porque hasta ahora se daba por hecho que la célula primitiva primero adquirió la mitocondria (la central energética que usa oxígeno) y que, gracias a ese 'chute' de energía, pudo desarrollar después su complejidad (núcleo, esqueleto celular, etc.). Este fue el gran 'salto' de la vida. Es la llamada hipótesis de 'la mitocondria primero'.

 

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 implicaciones que sacuden los cimientos 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». De hecho, 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, y a pesar de la novedad que supone el estudio de Nature, ya teníamos algunas pistas previas de que algo no encajaba. Y es que, 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 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, sino que les da un marco teórico mucho más profundo. 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 mucho antes, desde hace 2.900 millones de años. Por tanto, 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.

 

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 el domingo 20 de septiembre del año 2026