Fuente: papel de periódico

LUCA

En un evento como Naukas Bilbao 2012, las jornadas de divulgación científica más importantes de España, es lógico que se hayan pronunciado muchas frases impactantes. Y una de las que más me llamaron la atención la pronunció Carlos Briones, investigador del Centro Español de Astrobiología. La Astrobiología se ocupa del estudio de la vida en el Cosmos, y en ese sentido puede parecer una disciplina no solo exótica sino incluso fuera de lugar, pero nada más lejos de la realidad. Y Carlos Briones lo dejó muy claro a partir de una frase: “a partir de LUCA todo han sido ajustes finos“.

Pero primero vamos a conocer a LUCA, y para eso, como también hizo Carlos Briones, retrocederemos algo más de siglo y medio, cuando Charles Darwin iba atando cabos y dando poco a poco forma a su Teoría de la Evolución. Fue en julio de 1837 cuando, en uno de sus cuadernos de campo, Darwin trazó el esquema de lo que hoy se conoce como árbol filogenético o árbol de la vida, representando la forma en la que la diversidad biológica se fue ramificando a partir de un antepasado común. Darwin lo encabezó con un modesto “I think“, yo creo, pero, aunque los descubrimientos científicos lo han dotado de una mayor complejidad y aunque hoy en día se tienda a emplear otro tipo de representaciones, la idea básica sigue siendo vigente: la mayoría de los científicos están de acuerdo en que todos los seres vivos que existen actualmente, y todos los que conocemos a través del registro fósil, compartimos un único antepasado común. Estaría en ese tronco del que surgen las ramas del árbol de la vida, y es el denominado LUCA, acrónimo de Last Universal Common Ancestor.

Tras LUCA (o de un grupo de organismos, como sostiene un sector científico minoritario) aparecieron los grandes dominios, grupos de seres vivos: bacterias, arqueas y eucariontes. Y, si tienen curiosidad, nosotros nos encontramos en una ramita de este último gran grupo, el reino animalia; justo en el óvalo rojo de la imagen de la derecha. Y sí, es cierto que si nos echamos un vistazo en el espejo no parece que tengamos un gran parecido con una planta o un hongo (que en términos evolutivos prácticamente son nuestros primos hermanos) y, desde luego, no tenemos pinta de ser parientes de las bacterias, pero lo que Darwin supuso por deducción hoy lo sabemos con seguridad: todos los seres vivos compartimos una serie de rasgos comunes que muestran que nuestra ramita procede de ese único tronco en el que se encuentra LUCA, y nuestras diferencias son… bueno, ajustes finos, como decía Carlos Briones. Unos ajustes provocados por la presión evolutiva, pero que no han borrado esos rasgos que todos tenemos en común: nuestro código genético está codificado en cadenas de ADN y se expresa mediante cadenas de ARN, sintetizamos proteínas, empleamos exclusivamente los mismos aminoácidos y solo en isómeros L, obtenemos energía del isómero D de la glucosa… Estos y otros muchos procesos podrían ser igualmente eficaces de muchas otras formas o utilizando diferentes moléculas, pero lo cierto es que son así en todos los seres vivos, lo que nos lleva a concluir que procedemos de un organismo que, por la razón que sea, acabó teniendo esas características.

De modo que, como decía Carlos Briones, probablemente lo verdaderamente interesante sea saber cómo surgió LUCA y por qué tenía esas características; cuáles fueron los procesos que llevaron a su aparición a partir de unas cuantas moléculas inertes. Es muy probable que algunos de sus (y nuestros) rasgos básicos sean prácticamente inevitables: aunque hay alternativas, el átomo de carbono es el más idóneo para formar las complejas moléculas propias de los seres vivos, el agua en estado líquido también es el medio ideal para desarrollar las reacciones bioquímicas, y cualquier ser vivo probablemente necesitará una membrana que separe su interior, donde tienen lugar esas reacciones, del exterior, para lo cual la mejor alternativa es una doble membrana de lípidos. Pero muchos otros rasgos son, por así decirlo, “opcionales”, y el hecho de que LUCA y sus descendientes los compartamos no implica que no pudiera haber habido formas de vida con características diferentes en el remoto pasado de La Tierra. O que no pueda haberlas, incluso en la actualidad, en algún otro lugar del Universo.

Y ahí es donde entra en juego la Astrobiología. Descubrir vida en otro lugar del Universo (tal vez a la vuelta de la esquina, en algún satélite del Sistema Solar como Europa o Titán), o simplemente esforzarse por entender cuáles pueden ser los procesos que lleven a su aparición, no solo es una forma de aprender o especular con la biología alienígena: también, y por encima de todo, una manera de descubrir nuestro propio origen. Y en un mundo que ha hecho correr ríos de dinero -y sangre- defendiendo creencias supersticiosas sobre preguntas como esa de “¿de dónde venimos?” bien merece la pena dedicar algún esfuerzo para intentar encontrar la verdadera respuesta.

Fuente: cienciaes

Nuestros hirvientes ancestros

Los organismos primitivos vivían a temperaturas muy elevadas

El origen de la vida y su evolución en los inicios continúan siendo unos de los misterios más importantes de la ciencia. Hace unos años, un grupo de investigadores publicó en la revista Nature un trabajo en el que se sugería que las primeras moléculas reproductoras surgidas en la Tierra primitiva se reprodujeron en burbujas de agua rodeadas de hielo, es decir, a bajas temperaturas. La baja temperatura parece una condición razonable para permitir la estabilidad de las moléculas y que estas no se degraden, se rompan o se modifiquen de manera perjudicial.

No obstante, una cosa son las condiciones necesarias para el origen y reproducción de las primeras moléculas que puedan, a lo largo de los eones, dar origen a la vida, y otra muy distinta es si una vez surgido el primer organismo vivo y una vez puesto en marcha el proceso de la evolución, esta no favoreció a aquellos organismos capaces de reproducirse mejor a temperaturas más altas, dado el elevado nivel de volcanismo del planeta por aquellos tempranos años. Recordemos que hoy existen microorganismos termófilos, que pueden vivir a temperaturas superiores a los 70ºC, por ejemplo los que viven en las aguas termales del Parque Nacional de Yellowstone, en los EE.UU.

Los científicos que estudian estas cuestiones han concluido que todos los organismos vivos hoy poseen un último ancestro común universal. ¿Qué características tenía ese organismo? ¿Vivía mejor a temperaturas elevadas?

Proteínas ancestrales resucitadas

Para intentar averiguarlo, se han llevado a cabo estudios con los organismos considerados los más primitivos que existen en la actualidad: las bacterias y las llamadas arqueobacterias, organismos procariotas (sin núcleo celular) similares a las bacterias, pero que representan por sí mismos uno de los tres dominios vivos independientes, junto con las primeras y los organismos eucariotas (cuyas células poseen un núcleo). Los análisis de algunas secuencias de ADN de estos organismos y la similitud entre las de unos y otros indica que los organismos capaces de vivir en aguas a elevadas temperaturas son los más primitivos y, probablemente, de ellos desciendan todos los demás.

Sin embargo, aunque estos análisis son sugerentes, no demuestran nada. Para demostrar algo es siempre necesario en biología o bien evidencia experimental o bien observación precisa. Obviamente, no podemos desplazarnos miles de años hacia el pasado, en una u otra máquina del tiempo, para estudiar con la moderna tecnología las características de los organismos más primitivos. Tampoco podemos resucitarlos hoy y hacerlos crecer en el laboratorio para su estudio. La ciencia y la tecnología son poderosas, pero no tanto.

¿No tanto? Bueno, no tanto, pero tampoco tan poco. Los científicos saben hoy que la información sobre, por ejemplo, cómo eran muchos genes ancestrales puede ser deducida a partir del análisis de los genes actuales de los microorganismos descendientes del organismo primigenio. Del estudio de las mutaciones sufridas por unos y por otros de sus descendientes a lo largo de la evolución, puede derivarse la secuencia de letras de un gen original del que derivan todos los de la actualidad.

Más interesante aún: Una vez deducida esa secuencia de letras primigenia, podemos hoy, por medios químicos, sintetizar el gen ancestral. Este gen, introducido en una bacteria actual, producirá una proteína idéntica a la proteína primitiva, la cual podrá ser estudiada y analizada con las técnicas modernas. En otras palabras, si no podemos resucitar a todo un microorganismo primitivo, sí podemos resucitar algunos de sus genes y proteínas, y estudiarlas.

Vida escalfada

Investigadores de la Facultad de Farmacia y Biología de la Universidad de Tokio han llevado a cabo así la resurrección de un gen y de su proteína ancestral, un enzima muy importante que participa en el metabolismo energético y se encuentra presente en todos los organismos, por primitivos que sean. Una vez resucitado este gen, han producido la proteína en el laboratorio y han analizado sus propiedades. En particular, han analizado si esta proteína ancestral era capaz de funcionar a elevadas temperaturas, lo que indicaría que el microorganismo ancestral que la utilizaba vivía igualmente a esas temperaturas.

Los resultados obtenidos, publicados en la revista Proceedings de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos, indican que la proteína ancestral resucitada es muy estable a altas temperaturas. Esta estabilidad se mantiene incluso en otras variantes de la proteína generadas por mutación a partir de esta, que intentan así expandir las posibilidades de proteínas ancestrales existentes por aquellos tiempos.

Así pues, parece que nuestro ancestro común, el organismo del cual derivan hoy todos los organismos del planeta Tierra, vivía escalfado, en aguas termales a temperaturas de entre 80 y 95 ºC. A partir de ese entorno, los organismos se adaptaron a vivir en condiciones de temperaturas más suaves.

Estos interesantes descubrimientos consiguen que miremos con nuevos ojos a los microorganismos que viven hoy en aguas termales, como los que me refería arriba, y que parecen constituir una curiosa anomalía para la vida. Resulta ahora que los anómalos somos, tal vez, nosotros, organismos adaptados a la vida a solo unos fríos 37ºC. Ellos continuaron fieles a las tradiciones vitales más ancestrales que incluyen –quien lo hubiera pensado– vivir la vida en agua prácticamente hirviendo.

OBRAS DE JORGE LABORDA.

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