Científicos encuentran el organismo que explica el origen de la vida compleja en la Tierra

 

Se trata de una variedad de arquea (arqueobacteria), recogida en el fondo marino cerca de Japón y cultivada en el laboratorio por un grupo de científicos japoneses, que ha podido explicar el misterioso salto evolutivo a la vida compleja en la Tierra. Según ha publicado la revista 'Nature', un grupo de científicos japoneses ha establecido un posible vínculo entre las arqueas primitivas y el desarrollo de eucariotas.

Uno de los grandes misterios de la ciencia es cómo los organismos primitivos evolucionaron en células eucariotas. Los científicos creen que la vida en la Tierra comenzó hace unos 4.000 millones de años. También creen que las primeras formas de vida fueron organismos similares a las arqueas modernas, un grupo de organismos con un tipo muy simple de estructura celular. Sin embargo, los eucariotas son organismos con estructuras celulares complejas, como plantas y animales.

Evolución de la investigación

Los investigadores japoneses han desarrollado una teoría basada en una especie de arqueas que cultivaron en su laboratorio. El estudio consistió en recuperar muestras de lodo que contenían arqueas del fondo del océano cerca de Japón, y cultivarlas en cámaras especiales con infusión de metano. Debido a su lento crecimiento, los investigadores tuvieron que esperar tres años hasta poder separarlas en individuos.

Después de varios años más, se centraron en una cepa particular que llamaron 'Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum'. Sus características sugirieron que se parecía mucho a las antiguas arqueas que se habían convertido en células eucariotas. Los investigadores descubrieron que los organismos crecían unos 550 nm de diámetro y degradaban los aminoácidos mediante la sintrofia. También descubrieron que tenían protuberancias largas y ramificadas.

Los investigadores desarrollaron una teoría que sugiere que una bacteria se enredó en las protuberancias ramificadas y evolucionó en un orgánulo, y eso condujo al desarrollo de eucariotas.

Presentan una nueva teoría sobre el origen múltiple de la vida

 

¿Y si la vida hubiera aparecido varias veces de forma independiente?

 Las actuales teorías sobre el origen y la historia de la vida en la Tierra parten del supuesto de que la vida surgió en un momento dado en nuestro planeta y a partir de ahí habría ido diversificándose y expandiéndose hasta dar lugar a toda la biodiversidad actual. Ahora, Chris Kempes y David Krakauer, científicos del Instituto Santa Fe (Estados Unidos) propone un nuevo marco teórico según el cual la vida podría haber evolucionado varias veces de forma independiente.

 En un artículo publicado en la revista científica Journal of Molecular Evolution, los investigadores argumentan que, para ser capaces de reconocer y comprender toda la gama completa de formas de vida, debemos desarrollar un nuevo marco teórico que ellos explican con la analogía del ojo. Se sabe que este es un órgano convergente que evolucionó a partir de orígenes independientes, y los autores proponen que con las distintas formas de vida hubiera sucedido algo similar.

 Esta teoría consta de un marco de tres capas. En primer lugar, el espacio completo de materiales en el que la vida sería posible (genoma y células). Segundo, las restricciones que limitan el universo de vida posible, por ejemplo los requerimientos energéticos. Y, por último, los procesos de optimización de funciones que impulsan la adaptación. En general, el marco considera la vida como información adaptativa y adopta la analogía de la computación para capturar los procesos centrales de la vida. De esta forma se habla de origen del hardware (sustrato físico) y del software (función evolucionada)

 Un nuevo marco conceptual

 Cuando consideramos la vida en este nuevo marco teórico surgen varias posibilidades. En primer lugar, la vida se pudo haber originado varias veces, ya que algunas adaptaciones no serían tales, sino nuevas formas de vida.

 Según los autores, cuando los investigadores se centran en los rasgos de vida de organismos individuales, a menudo descuidan hasta qué punto la vida de los organismos depende de ecosistemas enteros como su material fundamental, y también ignoran las formas en que un sistema de vida puede estar más o menos vivo. En el marco de Kempes-Krakauer, por el contrario, aparece otra implicación: la vida se convierte en un continuo más que en un fenómeno binario. En este sentido, los autores señalan una variedad de esfuerzos recientes que colocan cuantitativamente la vida en un espectro.

 Al adoptar una visión más amplia de los principios de la vida, Kempes y Krakauer esperan generar teorías más fértiles para estudiar la vida. Con principios más claros para encontrar formas de vida y una nueva gama de formas de vida posibles que surgen de nuevos principios, “no solo aclararemos qué es la vida”, explica Krakauer, “también estaremos mejor equipados para construir dispositivos para encontrar vida e incluso para crearla artificialmente”.

 

Texto: Instituto Santa Fe (EEUU)

Referencia: Kempes, C.P., Krakauer, D.C. The Multiple Paths to Multiple Life. J Mol Evol 89, 415–426 (2021). https://doi.org/10.1007/s00239-021-10016-2

El artículo se puede leer en: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00239-021-10016-2.pdf