Pista inesperada sobre un misterio de la evolución temprana de la vida

La teoría más aceptada sobre un momento clave de la evolución temprana de la vida es que los eucariotas surgieron a raíz de un evento de simbiosis entre una célula de arquea y otra de bacteria, siendo la célula de arquea la anfitriona. ¿Pero cómo pudo prosperar una unión así teniendo en cuenta que la "piel" de la bacteria es muy diferente de la “piel” de arquea?

Las células están rodeadas por una capa de lípidos de membrana que las protegen, hasta cierto punto, de los cambios en su entorno, como por ejemplo los de temperatura. Los cambios que experimenta mientras realiza su trabajo son muy similares a los que experimenta nuestra piel cuando tenemos frío o cuando nos exponemos al sol. Cuando una célula muere, estos lípidos se conservan como fósiles y contienen mucha información, incluso datos de los que pueden deducirse algunos detalles de las primeras condiciones ambientales de la Tierra. Nuestro árbol genealógico evolutivo acoge células pequeñas y simples (bacterias y arqueas) y células más complejas (eucariotas), incluyendo animales y humanos. Las bacterias y los eucariotas compartimos una membrana lipídica similar. En el caso de las arqueas, su "piel" o membrana es muy diferente y está diseñada principalmente para ayudar a estos microorganismos a sobrevivir en ambientes extremos.

Se cree que esta "división lipídica", o diferencia de membranas entre las bacterias y los eucariotas por un lado y las arqueas por el otro, surgió después de que las bacterias se bifurcaran evolutivamente de las arqueas a partir del ente comúnmente referido como “el último ancestro común universal”, LUCA por sus siglas en inglés. Toda la vida actual sobre la Tierra procede de ese ancestro común, un organismo unicelular que en muchos aspectos debió ser una criatura excepcional, pero cuyo aspecto, su forma de vida y su evolución siguen constituyendo un misterio.

Si realmente los eucariotas surgieron a partir de una inesperada simbiosis entre una célula de arquea y una célula de bacteria, siendo la anfitriona la célula de arquea, el hecho de que sus "pieles" sean tan diferentes obliga a creer que la membrana de la arquea tuvo que transformarse en una membrana de tipo bacteriano. Tal cambio probablemente necesitó un período de transición durante el cual los dos tipos de membrana coexistieron como una mezcla. El problema es que estas membranas lipídicas mixtas nunca se han encontrado en microbios. O al menos, nunca hasta ahora. El hallazgo reciente de lo que, según todos los indicios, es una membrana de esta clase, aporta una importante pista para esclarecer el misterio de esa transformación.

El equipo de Laura Villanueva, del Real Instituto para la Investigación Marina de los Países Bajos, hizo un inesperado y fascinante descubrimiento en las aguas profundas del Mar Negro. Allí, un abundante grupo de bacterias prospera en las profundidades del mar, en ausencia de oxígeno. Villanueva y sus colegas han descubierto que el material genético de este grupo de bacterias no solo lleva genes para lípidos bacterianos, sino también genes para lípidos de arqueas.

Laura Villanueva. (Foto: NIOZ)

La peculiaridad también se ha encontrado en el material genético de otras bacterias estrechamente relacionadas y apoya la idea de que esta capacidad de crear membranas "mixtas" está más extendida de lo que se pensaba.

Este descubrimiento aporta datos nuevos y reveladores sobre la evolución de todas las formas de vida celular y puede tener importantes consecuencias para la interpretación de los fósiles de lípidos de arqueas en el registro geológico y las reconstrucciones paleoclimáticas. (Fuente: NCYT de Amazings)