Independientemente de las decenas de hipótesis sobre cómo surgió la vida en nuestro planeta, en algo sí están de acuerdo la mayoría de los científicos: todos los seres vivos —ya sean animales, hongos, plantas, bacterias o arqueas— tienen un antepasado común. Un reciente estudio pretende aclarar quién era, cuando surgió y en qué entorno vivió.
Según la teoría más aceptada hasta el momento, toda la vida que actualmente conocemos provino de un solo ser, conocido como LUCA, del inglés last universal common ancestor o el último antepasado común universal. No obstante, hasta ahora, se trata de un ser hipotético que aún deja mucho que descubrir.
Y es que para estudiarlo, los científicos se enfrentan a varios obstáculos hasta ahora insuperables. El más importante es que no hay muchos fósiles ni demasiada evidencia geológica de la Tierra primitiva que podamos usar para conocerlo de cerca. Es ahí donde entra en juego la genética y la biología evolutiva computacional.
Mediante un estudio interdisciplinario, un grupo de científicos del Reino Unido, Países Bajos y Hungría, logró descifrar algunos de los secretos de LUCA.
¿Quién era LUCA?
Para reconstruir el genoma de LUCA, los especialistas secuenciaron muestras de genomas de diferentes grupos de vida primitiva: bacterias (cuyo primer ancestro común se denomina LBCA) y arqueas (LACA), organismos unicelulares distintos de las bacterias. Se excluyeron eucariotas (LECA) —plantas, animales y hongos— porque los científicos creen que evolucionaron a partir de una unión de las dos formas de vida primitiva, mucho más tarde.
Luego, los especialistas construyeron un conjunto separado de 57 genes que son comunes a los 700 organismos del estudio y que, probablemente, se encuentran en casi todos los seres vivos. Estos tipos de genes no han cambiado mucho en los últimos miles de millones de años, indican los autores del estudio publicado en la revista científica Nature Ecology & Evolution.
La reconciliación filogenética sugiere que LUCA tenía un genoma de al menos 2,5 Mb (2,49–2,99 Mb), que codificaba alrededor de 2.600 proteínas, comparable a las procariotas modernas, y que nuestro antepasado incluso poseía un sistema inmunológico temprano.
"Reconstruir el genoma de LUCA nos permitió estimar su metabolismo, como si estuviera vivo hoy. Imaginamos a LUCA como un organismo bastante complejo, como las bacterias y arqueas modernas, con un genoma pequeño", explica el autor principal del estudio y especialista en biología evolutiva computacional Edmund R. R. Moody, a The Conversation.
Sin embargo, agrega, la investigación no encontró evidencia de fotosíntesis que algunas bacterias sí realizan o fijación de nitrógeno, un proceso químico que algunas bacterias y arqueas modernas utilizan en su metabolismo.
¿Qué edad tenía LUCA?
La evidencia fósil más antigua que tenemos de la vida tiene alrededor de 3.400 millones de años. No obstante, estimaciones sitúan la edad de LUCA cerca del nacimiento propio de la Tierra, hace 4.500 millones de años.
Ante la ausencia de fósiles o rastro alguno de LUCA, los científicos intentaron calcular su edad mediante métodos computacionales. Para eso, utilizaron los llamados genes parálogos que los científicos ya habían rastreado hasta nuestro antepasado común y que están relacionados entre sí a través de la duplicación genética. Esto puede suceder cuando una especie se divide en dos, cada una con su propia copia del gen duplicado.
"Calculamos que LUCA vagó por la Tierra hace unos 4.200 millones de años. Si nuestra estimación del tiempo es cercana a la verdad, elementos como el código genético, la traducción de proteínas y la vida misma debieron haber evolucionado rápidamente, casi inmediatamente después de que se formara la Tierra", señala la publicación.
¿En qué entorno vivía LUCA?
A pesar de que su nombre indica que LUCA es el último antepasado común de todos los seres vivos de la actualidad, eso no significa que fuera el único ser viviente de su tiempo. "Deberíamos considerar que probablemente había muchos otros organismos que vivían en la época de Luca y que ya no están representados por ningún organismo actual", subrayan los especialistas.
"Aunque a veces se percibe a LUCA como un ser que vive aislado, inferimos que fue parte de un sistema ecológico establecido. El metabolismo de LUCA habría proporcionado un nicho para otros miembros de la comunidad microbiana y el reciclaje de hidrógeno por fotoquímica atmosférica podría haber sustentado un ecosistema temprano modestamente productivo", señala el estudio.
Por otra parte, si alguno de los primeros descendientes de LUCA no sobrevivió lo suficiente como para dejar su huella geológica hasta nuestros días y sus genes no sobrevivieron, entonces "nunca podremos relacionar estas familias de genes con LUCA, lo que significa que nuestra reconstrucción de LUCA puede estar incompleta".
"A pesar de todas las limitaciones técnicas, nuestro estudio establece una nueva forma de entender a LUCA. Pero todavía queda mucho trabajo por hacer para entender mejor cómo ha evolucionado la vida desde la formación de nuestro planeta Tierra", concluye la publicación.
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