El dios del trueno Thor viene de Asgard, el hogar de los dioses nórdicos, pero en biología esta palabra sirve para denominar a las arqueas, los ancestros comunes de animales, plantas y hongos
¿Cómo aparecieron las células complejas, las eucariotas, que forman animales, plantas y hongos? Este es uno de los pasos decisivos en la evolución de la vida en la Tierra, y aún no está claro. La teoría de la endosimbiosis, hoy aceptada, explica el origen de mitocondrias, los orgánulos productores de energía en los animales, y los cloroplastos, los encargados de la fotosíntesis en las plantas, por la fusión con bacterias.
Faltaba, sin embargo, encajar el resto del puzle: de qué linaje arqueano heredamos el andamiaje celular común. En los últimos años, el descubrimiento del superfilo arqueano Asgard cambió la perspectiva. Varios estudios propusieron que el último ancestro común eucariota, conocido como LECA, surgió dentro de los asgard. Una nueva batería de datos asienta esa idea y perfila a los asgard como nuestros primos más cercanos, lo que apunta a un único origen para toda la vida compleja.
El nuevo trabajo, que analiza cientos de genomas de arqueas y eucariotas, ha econstruido árboles evolutivos con marcadores proteicos. Los autores compararon secuencias de ADN y también cómo se organizaron y ampliaron los sistemas celulares que hoy consideramos típicamente eucariotas, como la maquinaria de replicación del ADN, el conjunto que copia el ácido desoxirribonucleico antes de que una célula se divida. El resultado es que toda esa maquinaria celular lleva a una rama concreta del superfilo Asgard.
Todos los caminos llevan a Asgard
Esa rama incluye órdenes como Heimdallarchaeia y un grupo propuesto más recientemente, Hodarchaeales. En trabajos previos se había sugerido que «Los eucariotas se sitúan, con un alto grado de confianza, como un clado bien anidado dentro de las arqueas Asgard y como un linaje hermano de las Hodarchaeales». Traducido, los eucariotas no cuelgan de una rama aparte, sino que nacen dentro del propio árbol asgard, como su división hermana. Esto encaja con otra pista curiosa, la presencia en asgard de genes que antes creíamos exclusivos de eucariotas, como componentes del tráfico vesicular que permiten mover carga dentro de la célula.
Para llegar a esas conclusiones, el equipo aplicó filogenómica, una combinación de estadística, evolución y bioquímica que compara proteínas esenciales entre grupos lejanos. También usó reconstrucción ancestral, una técnica que estima el contenido génico de organismos extintos. Con ella pudieron inferir rasgos del ancestro común de asgard y eucariotas. Ese “bisabuelo” probablemente ya había perdido ciertas vías metabólicas propias de arqueas que viven del carbono inorgánico y, en cambio, dependía de compuestos orgánicos, quizá por fermentación. En paralelo, emergían innovaciones en la copia y control del ADN, que más tarde permitirían genomas más grandes y regulaciones más finas, rasgos imprescindibles para la complejidad eucariota.
Thermococcus gammatolerans, una arquea. Wikimedia Commons
Las células eucariotas se caracterizan por tener compartimentos internos, un citoesqueleto robusto y una gestión exquisita de sus genes. Los asgard no son eucariotas, pero acumulan “preadaptaciones” moleculares, como proteínas con dominios similares a los que nosotros usamos para ensamblar el citoesqueleto o para ordenar el tráfico de membranas. Es como encontrar, en una caja de herramientas ancestral, piezas que luego se integrarían en máquinas más grandes. Esto indica que hubo un proceso gradual hacia las células modernas.
¿Significa esto que los eucariotas surgieron una única vez? La evidencia actual apunta a que sí. Todas las ramas eucariotas modernas, desde algas a animales, comparten un paquete común de genes y estructuras. Nadie ha observado que una arquea se “convierta” hoy en eucariota. Todo apunta a un acontecimiento raro, probablemente asociado a una simbiosis estable con bacterias que acabaría formando las mitocondrias. A partir de ahí, la diversificación fue explosiva.
Conviene, aun así, mantener el espíritu crítico. Análisis alternativos discuten la posición exacta dentro de Asgard y recuerdan que los genomas de estos microbios pueden ser “quiméricos”, mezclas de secuencias con historias diferentes. Los métodos de reconstrucción también importan. Pero la tendencia general es consistente: cuanto más muestreamos y mejor limpiamos los datos, más se refuerza el parentesco íntimo entre asgard y eucariotas.
Todos somos, en cierto sentido, asgardianos. No porque descendamos de dioses nórdicos, sino porque las claves de nuestra complejidad estaban ya en aquellos microbios que prosperaban cuando la Tierra era joven y caliente. La biología moderna solo está desenterrando, con paciencia y genomas, esa historia compartida.
REFERENCIA
Inference and reconstruction of the heimdallarchaeial ancestry at the origin of eukaryotes
