LUCA, así era el microorganismo ancestral del que surgimos todos los seres vivos actuales
Tan sugerente como suena su nombre, el “último ancestro común” a todos los seres vivos es un ser vivo que habitó la Tierra hace millones de años. Más que el propio ser, en sí, este concepto tiene asociadas numerosas cuestiones evolutivas.
Y es que este ser es, como su nombre indica, el único punto común del que partimos, probablemente, todos: bacterias, plantas y animales, entre otros reinos. Desvelar sus secretos no es fácil ni tampoco baladí, ya que este organismo podría ayudarnos a responder a la pregunta jamás formulada: cómo apareció la vida.
¿Qué es LUCA?
Nuestro planeta se formó hace unos 4.600 millones de años. Mil millones de años después encontramos los primeros restos de organismos vivos, una especie de algas muy primitivas. Sin embargo, en todo ese tiempo ¿qué pasa con la vida? Esta no apareció de repente, sin más. Aquí es donde encontramos a LUCA.
LUCA es el acrónimo de “último antepasado común universal” o last universal common ancestor. Más que un organismo, es un concepto cuya semilla plantó en su momento Charles Darwin, el indiscutible padre de la Teoría Evolutiva. Volviendo sobre sus pasos, Darwin tardó décadas en darle forma a sus hipótesis e ideas, que cristalizaron en “El origen de las especies”, entre otras publicaciones.
En su corpus hipotético, Darwin dejaba claro que la aparición de nuevas especies no ocurre ni de pronto ni por que sí. Al contrario, es un proceso paulatino que ocurre por pequeños cambios que se transmiten entre los individuos. El resultado es que, al final, los miembros de lo que antes era una sola especie se diferencian tanto entre sí que se convierten en especies distintas. En ese caso, se dice que tienen un ancestro común, que coincide con la especie de partida.
Si trazamos las líneas que unen las especies y sus ancestros, lo que obtenemos es una especie de árbol lleno de bifurcaciones. Grosso modo, y siendo muy simplistas, esto podemos llamarlo un “árbol filogenético”. A medida que vamos hacia la “raíz” de dicho árbol encontraremos menos y menos especies. Al final de todo el árbol, el punto desde donde comienza toda la evolución que ha dado la biodiversidad que existe sobre la faz de la Tierra, estaría LUCA.
Es importante entender que LUCA no es “el primer ser vivo” que existió. De la aparición de la vida a la aparición de LUCA hay un trecho enorme, de millones de años. Pero, ¿qué es, entonces? Sabemos con casi total seguridad que era un organismo unicelular, primitivo pero autosuficiente. También sabemos que era extremófilo, aunque no sabemos cuánto. Con casi total seguridad no estaba solo en la Tierra, pero sí que parece que a partir de ahí surgió todo lo demás, al menos según lo que sabemos hasta la fecha.
¿Y cómo era LUCA?
Es lícito preguntarnos cómo era este organismo en realidad. Lo cierto es que es casi imposible de saber. Pero sí podemos imaginárnoslo. Con toda su intuición y los conocimientos adquiridos tras décadas de observación, el propio Darwin se atrevió a vaticinar que la vida se habría originado en una “charca caliente” tiempo atrás. No se equivocaba.
Viajemos 4.000 millones de años atrás. La superficie del planeta era una masa rocosa con océanos vacíos. O casi vacíos, más bien, porque en este ambiente las afloraciones rocosas y calientes proporcionaban a un caldo de cultivo lleno de sales y moléculas; el contexto necesario para que apareciera la vida. No tenemos ni idea de cómo surgió (aunque sí algunas sospechas), pero está claro que en un momento dado las moléculas se organizaron y dieron lugar a componentes mucho más complejos, autosostenibles y capaces de seguir evolucionando. En otras palabras, la vida.
Este esquema es de un microorganismo procariota. LUCA se parecería a esto, pero más primitivo. Ahora miremos de cerca el fondo de este extraño océano. Junto a una chimenea, probablemente, con una cantidad importante de calor y sales, encontramos a una pequeña bacteria. Si la comparamos con los microorganismos actuales veremos que, decididamente, es mucho, mucho más sencilla y primitiva. Parece ser que obtiene energía a partir del calor de la propia chimenea utilizando materia de las sales disueltas.
Este pequeño organismo, que ya bautizamos como LUCA, necesitaba un ambiente acuático para sobrevivir, como es obvio para cualquier célula que no tiene la suerte de contar con tejidos que la protejan. Es de estructura celular simple, procariota, con un citoplasma y los orgánulos y moléculas necesarios para vivir en él. Las últimas investigaciones, además, apuntan a que puede que LUCA no necesitara ambientes extremos para poder sobrevivir. En cambio, tal vez, podría haber sobrevivido en zonas más templadas, siempre cálidas eso sí, como en la romántica pequeña charca de Darwin. Pero sigamos desentrañando a este organismo.
¿Qué compartimos con LUCA?
Para poder seguir dibujando el boceto de LUCA vamos a comenzar a sacar información de su metabolismo. Así, si nos fijamos bien, veremos que este pequeño organismo ya es capaz de guardar información en ADN. El ARN también está presente, pero ya no sirve como medio principal genético, sino que se encarga de traducir la información a proteínas. Es más, en LUCA encontramos, como en nosotros, ARN ribosómico, mensajero y de transferencia.
También encontraremos un juego completo de proteínas dedicadas a este proceso de transcripción genética. Si seguimos observando nos sorprenderá ver que LUCA ya utiliza los 21 aminoácidos esenciales que son necesarios para la vida y todos son alfa levógiros. Las enzimas que actúan sobre el ADN también están presentes en su diminuta existencia. Además, para almacenar e intercambiar energía, LUCA ya utiliza ATP.
Otra cuestión curiosa es que LUCA tiene tendencia a sacar el sodio al exterior, fuera de su cuerpo, mientras concentra el potasio en el citoplasma. Para ello usa canales iónicos y proteínas especiales. Todas estas características, por si no lo has adivinado, son las que nos cuentan, sin lugar a dudas, que LUCA tiene algo que ver con todos y cada uno de los seres vivos actuales y anteriores, hasta llegar a LUCA. Pero, ¿cómo sabemos todo esto?
En busca de un organismo fantasma
No hemos encontrado restos orgánicos analizables de 4.000 millones de años. Aunque lo hiciéramos, cosa que es imposible, estarían tan degradados que podríamos sacar muy poca información a partir de ellos. ¿Cómo sabemos todo lo anterior, entonces? Para poder hacer este retrato robot, los investigadores llevan décadas comparando las bases genéticas de una miríada de organismos. A medida que se han ido recopilando más y más genes de bacterias, arqueas, animales, plantas, hongos y demás, más hemos podido viajar “al pasado”.
Esto es relativamente sencillo gracias a las supercomputación. Los análisis nos permiten obtener los mapas genéticos de los organismos y compararlos entre sí. Conociendo la historia evolutiva de las especies, algo que llevamos haciendo desde hace doscientos años, podemos ir trazando un camino evolutivo (que vemos plasmado en los árboles filogenéticos de los que hablábamos).
Para encontrar a “LUCA”, algo de lo que no tenemos ni el más mínimo resto, los investigadores trabajan en comparar todos los mapas genéticos posibles. Como resultado, han encontrado 355 genes comunes a todos los seres vivos existentes. Por supuesto, no serán los únicos, pero sí que sabemos que casi con total probabilidad, estos debieron estar presentes en un primer organismo, hace millones de años.
Estos genes y sus rutas metabólicas son las que nos permiten saber todo lo que ya hemos mencionado. A partir de aquí se ha hecho la reconstrucción más plausible que podemos. Y es que, al fin y al cabo, estamos persiguiendo un fantasma. Probablemente, el fantasma más antiguo de la historia, el fantasma de nuestro único antepasado común.
Imágenes | Unsplash, Wikimedia
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LUCA, así era el microorganismo ancestral del que surgimos todos los seres vivos actuales
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Xataka
por
Santiago Campillo
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