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Reportaje:

Un salto evolutivo en el darwinismo

La suma de tres genomas microbianos creó el tipo universal de célula que constituye hoy a todos los animales

Como antes de Darwin todo el mundo era creacionista, la mayor parte de la gente sigue pensando que lo contrario de "darwinismo" es "creacionismo". Y ya no es así. Un grupo reducido de científicos ha demostrado que al menos uno de los acontecimientos esenciales de la historia de la vida -la formación de la célula eucariota, el prodigioso autómata biológico del que están hechos todos los animales y plantas del planeta- ocurrió con relativa brusquedad y por un mecanismo esencialmente ajeno al gradualismo darwiniano: sumando los genomas completos de tres microbios. Los dos científicos que han encabezado ese descubrimiento discrepan sobre si ello implica una revolución en el seno de la teoría más fundamental de la biología.

Tres de los biólogos evolutivos más avanzados del mundo, Lynn Margulis, de la Universidad de Massachusetts (EE UU), Radhey Gupta, de la Universidad McMaster (Canadá) y Harold Morowitz, de la Universidad George Mason (EE UU), discutieron sus ideas la semana pasada en una reunión organizada por CosmoCaixa, el museo de la ciencia de la Fundación La Caixa en Alcobendas (Madrid).

Margulis y Gupta son dos rivales antes que dos colegas, pero sus descubrimientos combinados han demostrado que la célula eucariota se formó hace unos 1.500 millones de años sumando los genomas de tres microbios. Esos tres genomas siguen ahí, en cada neurona del lector, en cada célula de su hígado o de su piel. En un sentido muy fundamental el lector no es, en realidad, más que la suma de aquellos tres microbios. Dicho sea sin ánimo ofensivo.

Los libros de texto actuales dividen a los seres vivos en tres grandes reinos: las bacterias (los microbios unicelulares clásicos), las arqueobacterias (también microbios unicelulares, pero capaces de vivir en condiciones físicas muy extremas) y los eucariotas, que incluyen a todos los animales y plantas.

Los eucariotas están hechos de células eucariotas. Y cada célula eucariota es muy distinta de una bacteria: tiene el genoma empaquetado en un núcleo, un complejo sistema de andamiaje y transporte interno, y unos orgánulos llamados mitocondrias que le sirven como factorías energéticas para transformar la comida en combustible químico.

Ya en los años setenta, Margulis fue la impulsora de una gran herejía científica: la idea de que las mitocondrias provenían de antiguas bacterias y que, por lo tanto, la célula eucariota era en parte el resultado de una simbiosis entre microorganismos primitivos. Aquella herejía de Margulis es hoy una verdad científica admitida por todo el mundo.

Otra 'boda'

Pero Gupta ha mostrado ahora que, aun dejando las mitocondrias a un lado, el mismísimo núcleo de la célula eucariota, es decir, su sacrosanto genoma, es también el resultado de una boda simbiótica entre otros dos microorganismos: una arqueobacteria y una bacteria común.

Los datos de Gupta, reconocido por sus colegas como el mejor evolucionista molecular del mundo, revelan incluso qué parte de nosotros proviene de cada uno de esos dos microbios. La bacteria común nos aportó los genes del metabolismo, la cocina de la célula que se dedica a romper en pedazos las moléculas que comemos, y a montar los pedazos en nuevas combinaciones para suministrar los componentes que la célula necesita para vivir.

Y la arqueobacteria aportó a la boda el software necesario para procesar la información genética: las funciones que permiten a los genes sacar copias de sí mismos, y las que les permiten significar algo, es decir, traducir el orden de las letras químicas (bases) en el ADN en el orden de otro tipo de unidades (aminoácidos) en las proteínas, las máquinas microscópicas de la vida.

Que Gupta haya logrado deducir todo eso es realmente notable, ya que la tecnología que ha usado -comparar las secuencias de ADN de los seres vivos actuales- es exactamente la misma que sus colegas utilizaban desde hacía décadas para obtener teorías completamente diferentes.

El principio que subyace a esta técnica es simple. Las especies van acumulando mutaciones (erratas en el ADN) lenta pero inexorablemente. Por tanto, dos especies muy emparentadas (es decir, que comparten un ancestro común cercano) tienen secuencias de ADN más similares que dos especies más alejadas.

Firmas delatoras

Precisamente estas comparaciones habían conducido a clasificar las arqueobacterias como un reino independiente (pese a que su aspecto es casi idéntico a las bacterias comunes). Pero Gupta, en lugar de limitarse a hacer comparaciones generales, utiliza lo que él llama "firmas" en el ADN: adiciones o deleciones de varias letras contiguas que ocurren una sola vez en un ser vivo y luego se pueden identificar con seguridad en todas las especies que descienden de él.

Con esa lupa evolutiva de alta precisión, Gupta ha demostrado que las bacterias comunes se dividen en realidad en dos reinos fundamentales. Y con ello ha venido a devolver la razón a los microbiólogos decimonónicos, porque los dos reinos de Gupta no son más que las bacterias "Gramm-positivas" y "Gramm-negativas" que nuestros bisabuelos estudiaban en el colegio. Y las arqueobacterias no constituyen en realidad ningún reino separado, sino que son una clase un poco rara de bacterias Gramm-positivas.

Fue una bacteria Gramm-negativa la que se asoció con una arqueobacteria (es decir, con una Gramm-positiva un poco rara) para crear la célula eucariota. "Este suceso ocurrió una sola vez en la historia del planeta", asegura Gupta. "Lo podemos saber porque el suceso dejó su firma en muchos genes, y esa firma aparece hoy en todos los animales y plantas sin excepción".

Margulis y Gupta discrepan en los detalles. La científica está convencida de que ha identificado exactamente qué dos microbios crearon el núcleo eucariota. "La arqueobacteria era Thermoplasma, y la bacteria era Spirochaeta", dice Margulis con seguridad. En privado, Gupta no disimula su exasperación: "Le he dicho varias veces a Lynn que la célula eucariota no lleva la firma de Spirochaeta, pero ella sigue insistiendo".

Los dos científicos también discrepan en una cuestión mucho más fundamental. La idea esencial de Darwin no fue que las especies evolucionan, sino que evolucionan por selección natural. Es decir, por una lentísima acumulación de ínfimas variaciones aleatorias, cada una de las cuales se va imponiendo porque supone, por mero azar, una pequeñísima ventaja para su portador. Es ahora obvio que el origen de la célula eucariota ocurrió por un mecanismo contrario al darwinismo. Pero Gupta opina que se trata de un suceso excepcional, y Margulis cree que ese tipo de bodas simbióticas son la esencia de la evolución de las especies a todas las escalas.

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