Hace más de dos mil millones de años, antes de que la atmósfera de la Tierra fuera rica en oxígeno, es posible que ciertos microbios ya hubieran aprovechado su poder. Un nuevo estudio genético sugiere que Asgard archaea, los parientes microbianos más cercanos de plantas y animales, portaban las herramientas moleculares para prosperar con oxígeno, lo que podría remodelar nuestra comprensión de cómo surgió la vida compleja.
El rompecabezas de la evolución de la vida temprana
Durante décadas, los científicos han teorizado que las células complejas (eucariotas) se formaron cuando un microbio antiguo se fusionó con una bacteria. Esta unión finalmente dio lugar a organismos que van desde árboles hasta humanos. Sin embargo, quedaba una pregunta clave: ¿cómo se produjo esta fusión en un ambiente pobre en oxígeno? La bacteria que se convirtió en la mitocondria productora de energía dentro de las células eucariotas necesita oxígeno para sobrevivir. Si la arqueona anfitriona no pudiera tolerar el oxígeno, la fusión habría sido improbable.
Esta nueva investigación, publicada en Nature el 18 de febrero, sugiere que el huésped arqueal, específicamente las arqueas de Asgard, puede haber sido más tolerante al oxígeno de lo que se suponía anteriormente.
De dónde proviene la evidencia
Los investigadores analizaron cantidades masivas de datos genéticos recopilados de sedimentos oceánicos y agua de mar, por un total de aproximadamente 15 terabytes. Reconstruyeron más de 13.000 genomas microbianos, identificando cientos vinculados a las arqueas de Asgard. El equipo tomó muestras de ambientes desde 100 pies de profundidad en el Mar de Bohai hasta 6,561 pies de profundidad en la Cuenca de Guaymas, ambas áreas repletas de vida microbiana.
¿El hallazgo clave? Las arqueas de Asgard estrechamente relacionadas con los eucariotas se encontraron en ambientes ricos en oxígeno como sedimentos costeros y aguas abiertas. Estos microbios poseían vías metabólicas que utilizaban oxígeno activamente.
Maquinaria para el manejo de oxígeno confirmada
Utilizando herramientas de inteligencia artificial como AlphaFold2 para predecir las estructuras de las proteínas, los investigadores descubrieron que ciertos linajes de Asgard, en particular Heimdallarchaeia, portan genes para la respiración aeróbica, el proceso que utilizan los organismos para extraer energía de los alimentos utilizando oxígeno. También encontraron enzimas que neutralizan los subproductos tóxicos del metabolismo del oxígeno. Esto sugiere que el ancestro arqueal de las células complejas no se limitó necesariamente a condiciones sin oxígeno.
“Apareció oxígeno en el medio ambiente y los Asgard se adaptaron a él”, dice el coautor del estudio, Brett Baker. “Descubrieron una ventaja energética al utilizar oxígeno y luego evolucionaron hasta convertirse en eucariotas”.
Por qué esto es importante
Este descubrimiento no se trata sólo de reescribir libros de texto. Cubre una brecha de larga data en la comprensión de los orígenes de la vida compleja. Si el huésped arqueal pudiera manejar oxígeno, la fusión con la bacteria dependiente de oxígeno se vuelve más plausible. La implicación es que la vida temprana no estuvo necesariamente limitada por la ausencia de oxígeno; se adaptó a su presencia, allanando el camino para la evolución de organismos más sofisticados.
La investigación también destaca la importancia de los estudios genómicos profundos para descubrir historias evolutivas ocultas. Las arqueas Asgard, que llevan el nombre del hogar de los dioses nórdicos, se identificaron por primera vez en 2015. Estos hallazgos subrayan cuánto aún se desconoce sobre el mundo microbiano y su papel en la configuración de la vida en la Tierra.
