Todavía estamos lejos de entender cómo eran los organismos más primitivos de la Tierra o los tipos de ambientes en los que vivían
Los biólogos han esperado durante mucho tiempo poder entender la naturaleza de los primeros organismos vivos en la Tierra. Si pudieran, podrían decir algo sobre cómo, cuándo y dónde surgió la vida en la Tierra, y quizás por extensión, si la vida es común en el Universo.
Estudios previos han sugerido que esta información puede ser obtenida comparando los genes presentes en los organismos modernos. Las nuevas investigaciones indican que solo se puede obtener información limitada usando este enfoque.
Los biólogos clasifican todos los organismos vivos en tres grandes grupos que llaman "dominios". Dos de estos dominios - las Bacterias y las Arqueobacterias - consisten en organismos unicelulares, mientras que el tercero – las Eucariotas - incluye la mayoría de los organismos multicelulares más grandes con los que todos estamos familiarizados: hongos, plantas y animales, incluyéndonos a nosotros mismos. De los tres dominios, el de las Eucariotas es casi seguro que es el que ha evolucionado más recientemente, pero aún quedan preguntas sobre cuál de los dos dominios unicelulares surgió primero en la historia de la vida.
Hace más de cuarenta años, los biólogos americanos Carl Woese y George Fox sugirieron que estos dos dominios emergieron de un organismo más primitivo o de un grupo de organismos que los científicos llaman ahora LUCA, o el Último Ancestro Común Universal. A los científicos les encantaría poder decir algo concreto sobre cómo era LUCA, en qué tipo de ambiente vivía y cómo lograba vivir.
Una nueva investigación de la Universidad Tecnológica de Tokio y del Instituto Max Planck sugiere que entender la vida temprana puede ser más difícil de lo que se pensaba.
La investigación, publicada en la revista Molecular Biology and Evolution, fue llevada a cabo por Sarah Berkemer, del Instituto Max Planck para las Matemáticas en las Ciencias en Leipzig, Alemania, y Shawn McGlynn del Instituto de Ciencias de la Tierra y de la Vida del Instituto de Tecnología de Tokio en Japón. Sus análisis confirman otros trabajos que sugieren que de la comparación del ADN solo puede derivarse una comprensión limitada del estilo de vida de las células más antiguas. Aunque este es un resultado decepcionante para los biólogos evolucionistas, es importante comprender lo que puede y no puede saberse a partir de los datos que los científicos son capaces de reunir de los organismos modernos. Sin embargo, el trabajo de Berkemer y McGlynn proporciona un resquicio de esperanza; si bien es evidente que no sabemos qué metabolizaron los primeros organismos o dónde vivieron, su trabajo proporciona una visión de la rapidez con que pueden haber evolucionado hace miles de millones de años.
Para ello, Berkemer y McGlynn analizaron miles de árboles filogenéticos derivados de la comparación de datos de similitud de ADN de miles de microorganismos para tratar de identificar los genes más antiguos y cuándo podrían haber evolucionado, y para entender cómo los genes se mueven entre los organismos para arrojar luz sobre la naturaleza de LUCA. Su cuidadoso análisis demostró que al principio de la historia de la vida, los diferentes tipos de genes cambiaron a ritmos diferentes. Esto sugiere que las tasas de mutación temprana fueron mucho más altas que en el presente y que ha habido una contribución significativa del "salto de genes" a lo largo del tiempo, lo que hace que una simple interpretación del temprano "árbol familiar" de la vida sea engañosa. Llegaron a la conclusión de que los estudios anteriores a veces submuestrean enormemente los datos disponibles y que los datos no pueden resolver estas cuestiones, pero que sí muestran que la evolución temprana fue muy diferente de lo que es en la actualidad.
El profesor McGlynn explica: "Una pregunta fundamental en biología es cuál fue la primera forma de vida en la Tierra. Hay dos maneras básicas de tratar de abordar esto. Primero, podemos usar la comparación de las secuencias de genes para tratar de entender cuáles parecen más antiguas. En segundo lugar, podemos buscar pruebas que la biología pueda haber dejado en el registro geológico." McGlynn dice que este trabajo muestra que, aunque está claro que hay un esquema general borroso pero notable de un árbol genealógico de la vida en los datos de secuencias de ADN disponibles, ha habido tanto cambio evolutivo que todavía es imposible decir cómo vivían los primeros organismos o en qué tipos de entornos vivieron. Esto se debe a que la señal es simplemente demasiado ruidosa debido a esta temprana confusión genética. Como resultado, todavía estamos lejos de entender cómo eran los organismos más primitivos de la Tierra o los tipos de ambientes en los que vivían.
Es importante, sin embargo, tener en cuenta que este estudio marca la primera vez que los científicos han sido capaces de decir algo sobre el ritmo de la evolución temprana. Este trabajo muestra que hay una señal detectable de una muy rápida evolución temprana, por lo tanto, aunque no sepamos exactamente cómo eran los primeros organismos, parece probable que la vida estaba mutando y evolucionando muy rápidamente en los primeros tiempos. Sin embargo, McGlynn cree que sigue siendo sorprendente que esta información limitada pueda ser comprendida en cierto modo, que todavía nos diga cosas importantes sobre la evolución de la vida en la Tierra, y sugiere que necesitamos desarrollar nuevas formas de mirar los datos de ADN disponibles para encontrar nuevas técnicas para aprender cómo era la vida temprana de la Tierra.
