De la fusión de dos microbios en el origen de la humanidad

¿De dónde venimos? Es una de las preguntas más difíciles que nunca se ha planteado la humanidad. Desde el principio, la religión ha propuesto soluciones más o menos fantasiosas a ese enigma. Pero a partir del momento en que nos inventamos el método científico –la mejor herramienta que tenemos para acercarnos a la realidad– hemos empezado a entender mejor cuál es de verdad el origen de la vida tal y como la conocemos. Estamos lejos de una respuesta definitiva, pero ahora hemos descubierto varios de los largos y complicados procesos que han llevado a la aparición de seres inteligentes en este planeta.

Uno de los instantes clave de esta historia, sin el que no habríamos llegado a donde estamos, es el nacimiento de la primera célula "compleja". Todos los organismos estamos hechos de células, pero existen importantes diferencias entre las de las más simples, como las bacterias, y las que encontramos, por ejemplo, en las plantas y los animales. Las primeras, llamadas procariotas, carecen de muchos de los componentes que tienen las segundas, que reciben el nombre de eucariotas. Las células procariotas surgieron antes, hace unos 4.000 millones de años, pero algo ocurrió a lo largo de los siguientes milenios que propició la aparición de una versión más evolucionada, de la que estamos hechos los humanos.

El árbol de la vida

En 1967, la bióloga norteamericana Lynn Margulis pulió, elaboró y demostró los principios básicos de una idea que el botánico ruso Konstantín Merejkovski había planteado por primera vez en 1905 y cayó después en el olvido: la formación de las células eucariotas había sido posible gracias a la eucariota. Esto, que se conoce como simbiogénesis, es la teoría más aceptada actualmente para explicar el árbol de la vida en la Tierra, aunque es difícil saber cómo y cuándo ocurrió exactamente. Un experimento, publicado en la revista Nature por el grupo dirigido por la doctora Julia A. Vorholt, una microbióloga de la universidad ETH de Zúrico, nos acerca un poco más a este hecho clave que ocurrió hace más de dos mil millones de años.

Para entender mejor cómo ha sido posible esta simbiogénesis, los científicos cogieron un hongo, hecho de una sola célula y, con la ayuda de una aguja muy fina y una bomba, implantaron una bacteria. Esto es más fácil decirlo que hacerlo: la mayoría de intentos anteriores habían fallado por varios motivos. Por ejemplo, la bacteria trasplantada en el hongo puede dividirse demasiado rápidamente y matar al huésped. O la pared de la célula del hongo puede ser demasiado rígida para poder agujerearla sin resortarla.

La razón del éxito esta vez podría ser que los dos participantes escogidos –el hongo Rhizopus microsporus y la bacteria Mycetohabitans rhizoxinica– ya tienen una buena relación, porque el segundo fabrica una sustancia que permite al primero protegerse de sus depredadores. Además, la novedad de usar una bomba para mantener todo el rato constante la presión en el hongo podría haber ayudado a evitar que se dañara excesivamente.

Lo interesante es que, cuando el hongo se empezó a dividir, una parte de las esporas resultantes contenían copias de la bacteria trasplantada. Es la prueba que faltaba por confirmar que el resultado de la fusión se puede transmitir a las siguientes generaciones, un concepto clave para validar la teoría de la simbiogénesis. Pero a pesar de estos resultados positivos, el porcentaje de simbiontes generados inicialmente por el experimento fue bajo y, lo que es peor, las bacterias acababan desapareciendo de dentro de los hongos después de un par más de generaciones.

Refinando la metodología, los científicos consiguieron que los hongos mutaran y fueran capaces de mantener vivas las bacterias a lo largo de al menos diez rondas de reproducción. De alguna manera, todavía no del todo clara, ambos organismos habían encontrado un equilibrio que les permitía coexistir, seguramente el mismo que debió pasar de forma natural hace millones de años. Los autores del estudio creen que podría ser que estas mutaciones atendieran al sistema inmune del hongo, lo que permitiera a la bacteria pasajera sobrevivir mejor.

¿Hacia la vida artificial?

Este experimento demuestra que la teoría que propone que, en algún momento de la evolución, se produjo una simbiogénesis que permitió, entre otras cosas, que las células desarrollaran mitocondrias y cloroplastos (dos estructuras esenciales para generar energía), es plausible. Pero, además, abre la puerta a crear organismos artificiales fusionando dos existentes, con la idea de conseguir que un microbio adquiera propiedades que nos interesen, como secuestrar el dióxido de carbono que contribuye al calentamiento global. Esto representaría una herramienta más para la biología sintética, un campo de investigación que avanza rápidamente.

Pero todavía nos queda mucho trabajo para poder responder a la pregunta que abría el artículo. Este planeta ha tardado más de 4.000 millones de años en generar una especie como la nuestra y esto, desde hace décadas, se ve como algo excepcional, fruto de una serie de golpes de suerte. Que funcionara tan bien la simbiogénesis podría ser uno de ellos.