Descubren que el árbol de la vida posee dos troncos independientes en lugar de uno solo, según estudio publicado en revista Science Advances por investigadores de Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf, HHU, que desafía décadas de teoría biológica.
El equipo internacional analizó el metabolismo original mediante mapeo de 420 reacciones químicas esenciales que ocurrieron en respiraderos hidrotermales (chimeneas volcánicas submarinas calientes) ubicadas en el fondo oceánico primigenio hace aproximadamente 4.000 millones de años.
La bióloga de la Universidad de Düsseldorf, Natalia Mrnjavac, coautora principal del estudio, explicó que «veríamos surgir dos tipos muy diferentes de células, bacterias pioneras y arqueas pioneras, haciendo sus primeros intentos de vida fuera de los confines de un respiradero hidrotermal».
Metabolismo primitivo como híbrido químico
El Último Ancestro Común Universal, LUCA, no era célula libre sino organismo «a medias» anclado a la roca volcánica, utilizando metales naturales como «muletas» químicas para catalizar reacciones que las enzimas no podían ejecutar por sí solas.
El coautor principal William Martin del equipo de investigación señaló que «LUCA poseía enzimas para solo la mitad de las reacciones del metabolismo; la otra mitad estaba catalizada por metales en el entorno donde surgió la vida primitiva».
El químico inorgánico Harun Tüysüz del Instituto IMDEA Materiales en Madrid afirmó que «los metales que ocurren naturalmente en los respiraderos hidrotermales pueden reemplazar un número sorprendentemente grande de enzimas en el metabolismo primitivo de organismos ancestrales».
Energía primigenia y fosfito natural
El misterio de cómo LUCA obtenía energía para alimentar sus 420 reacciones químicas iniciales fue resuelto al identificar el fosfito, forma natural de fósforo que ocurre en los respiraderos, como fuente energética primitiva.
La investigadora Manon Schlikker del equipo de Düsseldorf descubrió que al reaccionar fosfito con compuestos orgánicos en presencia del metal paladio, abundante en chimeneas submarinas, se generan reacciones metabólicas de fosforilación sin necesidad de ATP enzimático.
Schlikker explicó que «el fosfito y el paladio reemplazan al ATP y a las enzimas en procesos metabólicos primitivos, lo que hace que la evolución temprana sea mucho más fácil de comprender científicamente desde perspectiva química moderna».
Divergencia evolutiva paralela e independiente
Los ancestros de bacterias y arqueas desarrollaron de forma independiente enzimas estructuralmente distintas para catalizar la misma reacción metabólica después de abandonar el hogar hidrotermal, según demostró el análisis filogenético del equipo investigador.
Mrnjavac detalló que «podemos ver casos en los que los ancestros de bacterias y arqueas inventaron herramientas químicas diferentes para resolver los mismos problemas biológicos, lo que allanó el camino hacia la aparición independiente de vida libre en ambos linajes».
William Martin concluyó que «estamos viendo un solo origen del código genético, pero dos orígenes de la vida; los linajes de bacterias y arqueas hicieron la transición al estado de vida libre de forma completamente independiente entre sí hace miles de millones de años».
