La evolución de la vida compleja en la Tierra pudo haber comenzado mucho antes de lo que la ciencia aceptaba. Un estudio liderado por la Universidad de Bristol y publicado el 3 de diciembre en Nature propone que los organismos eucariotas —aquellos con un núcleo celular definido— iniciaron su desarrollo casi mil millones de años antes de los niveles sustanciales de oxígeno atmosférico. El hallazgo desafía una de las ideas más arraigadas en biología evolutiva: que la complejidad solo pudo surgir cuando el planeta se volvió rico en oxígeno.
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Una mirada más profunda a los orígenes celulares
La investigación parte del punto en el que todo comenzó: los primeros microorganismos de la Tierra. La coautora Anja Spang, del Instituto Real de Investigación Marina de los Países Bajos (NIOZ), recuerda que el planeta, con unos 4.500 millones de años de antigüedad, alberga vida microbiana desde hace más de 4.000 millones de años. «La Tierra tiene aproximadamente 4,5 mil millones de años, con las primeras formas microbianas de vida apareciendo hace más de 4 mil millones de años. Estos organismos consistían en dos grupos —bacterias y arqueas, distintos pero relacionados— conocidos colectivamente como procariontes«, señaló. Esas formas simples reinaron en solitario durante cientos de millones de años antes de que aparecieran células más complejas.
El problema es que, durante décadas, los científicos han tenido dificultades para precisar cuándo surgieron los eucariotas. «Las ideas previas sobre cómo y cuándo los primeros procariontes se transformaron en eucariotas complejos han sido en gran medida especulación. Las estimaciones han abarcado mil millones de años, ya que no existen formas intermedias ni evidencia fósil definitiva», explicó Davide Pisani, profesor de Filogenómica en Bristol.
Para enfrentar esa incertidumbre, el equipo amplió el método conocido como “relojes moleculares”, que estima el tiempo transcurrido desde que dos especies comparten un ancestro común. Tom Williams, coautor y profesor en la Universidad de Bath, detalló el procedimiento: «El enfoque fue doble: al recopilar datos de secuencias de cientos de especies y combinarlos con evidencia fósil conocida, pudimos crear un árbol de la vida con resolución temporal. Luego aplicamos este marco para precisar mejor el momento de eventos históricos dentro de familias génicas individuales».
Un origen más antiguo y paulatino
A partir del análisis de más de cien familias génicas en distintos sistemas biológicos, los investigadores se centraron en rasgos que distinguen a los eucariotas de los procariontes, como el transporte interno de compuestos por vesículas. Con esa información fue posible reconstruir la ruta evolutiva de la complejidad celular.
El escenario CALM. Foto:Dr. Christopher Kay
El resultado fue sorprendente: la transición habría comenzado hace unos 2.900 millones de años, casi mil millones antes de algunas estimaciones previas. Esto sugiere que el núcleo celular y otras estructuras internas aparecieron mucho antes que las mitocondrias. «El proceso de complejificación acumulativa tuvo lugar durante un período mucho más largo de lo que se pensaba», afirmó Gergely Szöllősi, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa.
Los datos no encajaban en ninguno de los modelos existentes sobre el origen de los eucariotas, por lo que el equipo propuso un nuevo escenario: CALM, siglas de Complex Archaeon, Late Mitochondrion (Arquea Compleja, Mitocondria Tardía). Según los autores, esta hipótesis refleja mejor la evidencia disponible.
Christopher Kay, autor principal y miembro de Bristol, subrayó la magnitud del trabajo interdisciplinario: «Lo que distingue este estudio es examinar en detalle qué hacen realmente estas familias génicas —y qué proteínas interactúan con cuáles— todo en tiempo absoluto. Ha requerido combinar paleontología, filogenética y biología molecular. Fue un gran trabajo».
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Una de las conclusiones más relevantes es la llegada tardía de las mitocondrias. «Uno de nuestros hallazgos más significativos fue que las mitocondrias surgieron mucho más tarde de lo esperado. El momento coincide con el primer aumento sustancial de oxígeno atmosférico», señaló Philip Donoghue, profesor en Bristol.
Y añadió una implicación fundamental para la historia de la vida y del planeta: «El ancestro arqueano de los eucariotas comenzó a desarrollar características complejas aproximadamente mil millones de años antes de que el oxígeno se volviera abundante, en océanos totalmente anóxicos».
REDACCIÓN CIENCIA
