NATURE

Hallan el rastro de la célula que alumbró a los seres vivos complejos

El descubrimiento de un nuevo grupo de organismos ha permitido apoyar la idea de que las células eucariotas, que forman a hongos, animales y plantas, se formaron a partir de arqueas

Representación artística de la evolución de las células más simples a células más complejas, con compartimentos dentro
Representación artística de la evolución de las células más simples a células más complejas, con compartimentos dentro - Blair Lyons, Stroma Studios

El ser humano tiene la vista puesta en las estrellas y la vida extraterrestre, pero aún le falta mucho para conocer la vida en la Tierra. Los seres vivos desconocidos abundan en los océanos, en el subsuelo de la Tierra y en el lecho de lagos profundos y olvidados. Estos son en gran parte microorganismos que los científicos no son capaces de observar al microscopio ni de cultivar en el laboratorio, (de hecho solo pueden hacer crecer al uno por ciento de todos ellos). Por eso, aunque estos microorganismos desconocidos son pequeños, pueden revolucionar nuestras ideas sobre cómo evolucionó la vida o quizás esconder el secreto para fabricar nuevos medicamentos.

Por fortuna, en la última década las cada vez más baratas y potentes técnicas bioinformáticas y de secuenciación (lectura) de genes han permitido juntar las pistas de material genético que dejan estos escurridizos seres. Gracias a esto, el árbol de la vida se amplió muy recientemente, con 1.000 nuevos grupos de seres vivos. También gracias a esto, un estudio publicado este miércoles en Nature ha contribuido a cerrar un hueco fundamental en la historia de los seres vivos: el paso que le permitió a la vida evolucionar a partir de células pequeñas y simples hasta células mayores, que luego formaron a los seres vivos complejos, como lo son las plantas y los animales.

Las células eucariotas, más complejas, han permitido formar a animales, plantas u hongos, entre otros
Las células eucariotas, más complejas, han permitido formar a animales, plantas u hongos, entre otros- WIKIPEDIA

«El principal descubrimiento de nuestro estudio es que hemos descubierto unos nuevos organismos, las Arqueas de Asgard, que nos dicen un poco más sobre cómo la vida celular compleja (formada por los llamadas Eucariotas), evolucionó en nuestro planeta», ha explicado a ABC Thijs Ettema, investigador en la Universidad de Uppsala (Suecia) y primer autor del estudio. En concreto, los investigadores han encontrado genes que apoyan fuertemente la idea de que los Eucariotas evolucionaron desde un grupo de seres vivos muy relacionado con estas Arqueas de Asgard.

Desde hace décadas la idea más apoyada sobre el origen de la vida compleja proponía que en algún momento del pasado, hace unos 2.000 millones de años, una pequeña bacteria «fue tragada» por una célula más grande. La historia propone que gracias a esto, el árbol de la vida adquirió la forma que tiene hoy en día, con tres grandes ramas: la de los primitivos Procariotas (bacterias), la de los Eucariotas (hongos, plantas y animales, caracterizado por tener células complejas con núcleo) y la de las Arqueas, unos seres similares a bacterias pero con características más parecidas a las de Eucariotas.

Las arqueas tienen un aspecto muy similar al de las bacterias
Las arqueas tienen un aspecto muy similar al de las bacterias- NASA

En esta ocasión Ettema y colegas han obtenido una nueva pista sobre qué pudo ocurrir entonces. Después de rastrear los sedimentos acuáticos de siete lugares del mundo, han encontrado los genes de un nuevo grupo de arqueas que les ha sorprendido notablemente. Todas ellas tienen genes que hasta hoy se pensaba que eran exclusivos de eucariotas y células complejas.

«Lo más interesante de este estudio es que se trata de un trabajo muy detallado, donde se han encontrando varios genes de eucariotas en un grupo de arqueas. Y esto apoya la idea de que los eucariotas se desarrollaron desde las arqueas», ha explicado a ABC Ricardo Amils, catedrático de Microbiología en la Universidad Autónoma de Madrid, que no ha participado en el estudio.

De hecho, Ettema y compañía han descubierto en sus nuevas Arqueas genes de los que depende la maquinaria típica de las células complejas. Entre estos hay ADN relacionado con el citoesquleto (un complejo sistema de andamiaje y transporte), el retículo endoplasmático (una fábrica del interior) o el aparato de Golgi (una especie de terminal de transporte interno de sustancias a través de vesículas). Todos estos son órganos clave de células complejas, pero han sido encontrados en células supuestamente simples.

Resolver este enigma, y entender por qué células sencillas tienen genes de células complejas, no será fácil. «Aún falta poder aislar a estos microbios y poder verlos directamente», ha explicado Amils. Así que de momento, solo se puede imaginar cómo podrían ser viendo el catálogo de genes que tienen. Pero que los tengan no quiere decir nada sobre cómo los usan.

«Sería genial si pudiéramos aislar al grupo de las Arqueas de Asgard (las que tienen genes de Eucariotas). Estoy seguro de que esto nos revelaría importantes pistas sobre cómo las células complejas evolucionaron. Y finalmente, sobre cómo era nuestro ancestro microbiano», ha coincidido Ettema.

Árbol «genealógico» de los tres dominios de la vida (Arqueas, Eucariotas y Bacterias), y su relación con las Arqueas de Asgard
Árbol «genealógico» de los tres dominios de la vida (Arqueas, Eucariotas y Bacterias), y su relación con las Arqueas de Asgard- Eva Fernandez-Caceres

De momento, este investigador sospecha que esos genes de eucariotas eran usados por estas arqueas primitivas de una forma más básica, puesto que aquellas no tenían en su interior estructuras tan complejas como las de las células eucariotas. «Quizás, pudo haber compartimentos celulares más simples. Y probablemente, no tenían la misma función que tienen hoy en eucariotas», ha dicho el investigador. Pero, con el tiempo, de una forma u otra, las células comenzaron a usarlos para hacer funciones cada vez más complejas.

Las Arqueas del Valhalla

Este nuevo grupo de Arqueas en el que han encontrado estos rastros de la célula que alumbró a las células más complejas es, además, un homenaje a la mitología nórdica. En 2015 el equipo de Thijs Ettema descubrió una nueva arquea que vivía en el Castillo de Loki, un yacimiento hidrotermal situado en el Atlántico entre Groenlandia y Noruega. Así que le pusieron su nombre.

Pero a lo largo de la investigación presentada este miércoles, han encontrado Arqueas relacionadas con las de Loki, y también les han dado nombres nórdicos, en honor a Thor, Odín y Heimdall. Todas ellas han formado el nuevo grupo de las Arqueas de Asgard. Todo apunta a que son las descendientes de unos seres que forjaron para siempre el destino de la vida en la Tierra.

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