Una imagen
microscópica del “Prometheoarchaeum syntrophicum”,
un microbio que los
científicos encontraron en el fondo del océano.
Está estrechamente
relacionado con las formas de vida más complejas.
Un
extraño microbio con tentáculos descubierto en el fondo del océano
Pacífico podría explicar el origen de las formas de vida complejas en
este planeta y resolver uno de los misterios insondables de la biología,
de acuerdo con un informe presentado por un grupo de científicos la
semana pasada.
Hace 2000 millones de
años, organismos unicelulares dieron paso a organismos celulares más
complejos. Los biólogos han batallado durante décadas para saber cómo
sucedió.
Los
científicos siempre han sabido que debió haber predecesores a lo largo
del camino evolutivo, pero a juzgar por los registros fósiles, las
células complejas simplemente aparecieron de la nada.
La nueva especie, llamada Prometheoarchaeum,
resulta ser una especie transicional que ayuda a explicar el origen de
todos los animales, las plantas, los hongos y, por supuesto, los
humanos. La investigación se publicó en la revista Nature. “Es
un descubrimiento genial. Tendrá un gran impacto en la ciencia”, dijo
Christa Schleper, microbióloga de la Universidad de Viena, quien no
participó en el nuevo estudio.
Nuestras células están repletas de
contenedores. Estos almacenan, por poner un ejemplo, ADN en un núcleo y
generan energía en compartimentos llamados mitocondrias. Destruyen
proteínas antiguas dentro de las maquinitas de limpieza llamadas
lisosomas.
Nuestras células también
construyen un esqueleto de filamentos para sí mismas hecho con bloques
de construcción estilo Lego. Al extender algunos filamentos y romper
otros, las células pueden cambiar de forma e incluso moverse sobre las
superficies. Las especies que
comparten estas células complejas son conocidas como eucariotas y todas
ellas provienen de un ancestro en común que vivió aproximadamente hace
2000 millones de años.
Antes de ese
momento, en el mundo solo habitaban bacterias y un grupo de organismos
pequeños y sencillos llamados arqueas. Las bacterias y las arqueas no
tienen núcleo, lisosomas, mitocondrias ni esqueletos. Los
biólogos evolucionistas han tratado de determinar desde hace mucho
tiempo cómo pudieron evolucionar las eucariotas a partir de precursores
tan básicos.
A finales de la primera
década del siglo XX, los investigadores descubrieron que, en algún
momento del pasado, las mitocondrias fueron bacterias de vida libre. De
alguna manera, fueron arrastradas hacia el centro de otra célula, y
suministraron energía nueva para su huésped. En
2015, Thijs Ettema, de la Universidad de Upsala en Suecia, y sus
colegas descubrieron fragmentos de ADN en sedimentos recuperados del
océano Ártico. Los fragmentos contenían genes de una especie de arqueas
que parecían tener un estrecho vínculo con las eucariotas.
Ettema
y sus colegas las nombraron arqueas de Asgard. (Asgard es el hogar de
los dioses nórdicos). El ADN de estos misteriosos microbios apareció en
un río en Carolina del Norte, en fuentes termales en Nueva Zelanda y en
otros lugares del mundo. Las arqueas de Asgard dependen de una cantidad de genes que antes solo
se habían encontrado en las eucariotas. Era posible que estos microbios
estuvieran utilizando los genes para los mismos propósitos. O para algo
más.
“No puedes estar seguro hasta que tienes un organismo”, dijo Schleper. Masaru
K. Nobu, microbiólogo del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología
Industrial Avanzada en Tsukuba, Japón, y sus colegas lograron reproducir
estos organismos en un laboratorio. El esfuerzo llevó más de una
década.
Los microbios, que están adaptados a la vida en el frío lecho marino, llevan una vida en cámara lenta. Los Prometheoarchaeum pueden tardar hasta 25 días en dividirse. En contraste, la bacteria E. coli se divide una vez cada 20 minutos. El
proyecto comenzó en 2006, cuando los investigadores recolectaron
sedimento del fondo del océano Pacífico. Al principio, esperaban aislar
los microbios que consumen metano, que podían utilizarse para limpiar
las cañerías.
En el laboratorio, los
investigadores reprodujeron las condiciones del lecho marino al colocar
el sedimento en una cámara sin oxígeno. Bombearon metano y extrajeron
los gases residuales mortales que podrían matar a la microbiota normal. El
barro contenía muchos tipos de microbios, pero para 2015, los
investigadores habían aislado una intrigante especie nueva de arqueas.
Cuando Ettema y sus colegas anunciaron el descubrimiento del ADN de la
arquea de Asgard, los investigadores japoneses se quedaron asombrados.
Su nuevo microbio viviente pertenecía a ese grupo.
Entonces
los investigadores emprendieron una investigación más meticulosa para
conocer a la nueva especie y relacionarla con la evolución de las
eucariotas. Los investigadores nombraron al microbio Prometheoarchaeum syntrophicum, en honor a Prometeo, el dios griego que le dio el fuego a los humanos después de crearlos a partir de arcilla.
“Los 12 años de
microbiología que les tomó llegar al punto en el que es posible verlos a
través de un microscopio es asombroso”, dijo James McInerney, biólogo
evolucionista de la Universidad de Nottingham, quien no estuvo
involucrado en la investigación. Bajo el microscopio, el Prometheoarchaeum
demostró ser un ente raro. El microbio empieza como una esfera pequeña,
pero con el paso de los meses, le crecen tentáculos largos y libera una
flotilla de burbujas cubiertas de membrana.
El
microbio demostró ser aún más extraño cuando los investigadores
analizaron el interior de las células. Schleper y otros investigadores
esperaban que la arquea de Asgard usara sus proteínas parecidas a las
eucariotas para construir estructuras similares a estas en el interior
de sus células, pero eso no fue lo que descubrió el equipo de los
japoneses.
“En el interior no hay estructura, solo ADN y proteínas”, dijo Nobu. Antes de descubrir al Prometheoarchaeum,
algunos investigadores sospechaban que los ancestros de las eucariotas
vivían como depredadores, tragándose microbios más pequeños. Así es como
podrían haberse tragado a las primeras mitocondrias.
No obstante, el Prometheoarchaeum
no cumple con esa descripción. El equipo de Nobu con frecuencia
descubrió que el microbio se adhería a los costados de las bacterias o
de otras arqueas.
Al parecer, en lugar de cazar a sus presas, el Prometheoarchaeum
vive de tragar fragmentos de proteínas que flotan a su alrededor. Sus
compañeros se alimentan de sus desperdicios y, a su vez, le suministran
al Prometheoarchaeum vitaminas y otros componentes esenciales.
McInerney era escéptico de que el Prometheoarchaeum
pudiera proporcionar una imagen clara de cómo nuestros antepasados
tomaron mitocondrias hace dos mil millones de años. “Este es un
organismo vivo hoy, en pleno 2020”, dijo.
Mientras el equipo de Nobu continúa estudiando el Prometheoarchaeum,
también están recolectando a sus familiares en el fondo marino. Esos
microbios pueden resultar aún más cercanos a nuestra ascendencia y
pueden ofrecer pistas aún más inesperadas. “Esperamos que esto nos ayude a entendernos mejor”, dijo Nobu.
Fuente: https://www.nytimes.com
23 de enero de 2020
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