La vida en la Tierra surgió dos veces de forma independiente, según nuevo estudio

Hace cuatro mil millones de años, en las profundidades del océano primigenio, algo extraordinario sucedió dos veces. No una. Dos. Un equipo internacional de investigadores acaba de publicar en Science Advances un estudio que desafía una de las certezas más fundamentales de la biología: la idea de que toda la vida en la Tierra desciende de un único ancestro común. Lo que encontraron en su lugar es más extraño y más hermoso: dos linajes distintos que emergieron de forma independiente, cada uno resolviendo el mismo problema de formas químicamente diferentes.

Para entender por qué esto importa, hay que comenzar con una pregunta que ha atormentado a los científicos durante generaciones. ¿Cómo surge la vida de la no-vida? No es una pregunta retórica. Es un verdadero dilema del huevo y la gallina, pero a escala molecular. La vida requiere metabolismo: una red sofisticada de reacciones químicas que permiten a los organismos fabricar las moléculas necesarias para existir. Pero aquí está el problema. En las células actuales, esas reacciones son catalizadas por proteínas especializadas llamadas enzimas. Las enzimas aceleran y facilitan el trabajo químico, como robots sofisticados en una cadena de montaje. El problema fundamental es que las enzimas mismas son producto de reacciones químicas complejas. Entonces, ¿cómo pudo la primera forma de vida construir sus propias enzimas si no tenía enzimas previas que hicieran el trabajo de ensamblaje?

La respuesta, según el equipo liderado por biólogos de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf, se esconde en las chimeneas volcánicas del fondo marino. Los respiraderos hidrotermales son aberturas calientes y oscuras que escupen continuamente al océano un cóctel de gases y metales. Aquí es donde todo comenzó. Los investigadores mapearon 420 reacciones químicas esenciales que convierten el hidrógeno, el amoníaco y el dióxido de carbono primitivo en los auténticos ladrillos de la vida: aminoácidos, vitaminas y bases de ARN. Y lo que descubrieron en el centro de ese laberinto químico fue algo inesperado. Nuestro Último Ancestro Común Universal, al que los científicos llaman LUCA, no era una célula completa. Era un organismo a medias.

LUCA poseía enzimas para solo la mitad de las reacciones metabólicas necesarias. La otra mitad estaba catalizada por metales en el entorno donde surgió. El metabolismo primitivo funcionaba como un cyborg natural, un híbrido extraordinario de catalizadores enzimáticos y metálicos. LUCA no era una célula libre que pudiera nadar a sus anchas. Estaba prisionera en su chimenea volcánica submarina, utilizando los metales que la joven Tierra le ofrecía de forma natural como muletas químicas. El paladio, abundante en esos respiraderos, podía reemplazar un número sorprendentemente grande de enzimas en el metabolismo.

Pero quedaba un cabo suelto enorme: la energía. Hoy en día, la vida utiliza una molécula compleja llamada ATP como moneda de cambio energética universal. Pero el ATP no flotaba libremente en los océanos primigenios. Requería enzimas para fabricarse. ¿De dónde sacaba LUCA la fuerza necesaria para alimentar sus 420 reacciones químicas iniciales? Los investigadores encontraron la respuesta en el fosfito, una forma de fósforo que ocurre naturalmente en los respiraderos. Cuando reaccionaba con compuestos orgánicos en presencia de paladio, generaba reacciones metabólicas de fosforilación. El fosfito y el paladio reemplazaban al ATP y a las enzimas. Era asombroso.

Ahora viene la parte verdaderamente revolucionaria. Los biólogos dividen a los procariotas en dos dominios gigantescos: bacterias y arqueas. Aunque bajo el microscopio parecen similares, sus diferencias internas son enormes. Las arqueas son supervivientes extremófilas, capaces de sobrevivir en ambientes ácidos e hirvientes que desintegrarían a cualquier otra criatura. Lo que el estudio demuestra es que el abandono del hogar hidrotermal no ocurrió una sola vez en LUCA. Sucedió de nuevo después, cuando su linaje ya se había partido en dos. Los ancestros de bacterias y arqueas desarrollaron de forma independiente enzimas estructuralmente distintas para catalizar la misma reacción metabólica. Esas invenciones paralelas allanaron el camino hacia la aparición independiente de vida libre en ambos linajes.

Esto significa que la chispa de la independencia celular no saltó una sola vez. Saltó dos veces, de forma paralela, en dos ramas distintas que lograron solucionar los mismos problemas inventando herramientas químicas diferentes. Hay un único origen del código genético, pero dos orígenes de la vida. Los libros de biología tendrán que reescribirse. Lo que parecía ser un árbol con un solo tronco resulta ser algo más parecido a dos árboles que crecieron lado a lado, alimentándose de las mismas raíces volcánicas, pero siguiendo caminos evolutivos completamente distintos.