Tú y todos nosotros somos ‘asgardianos’. Al analizar los genomas de cientos de diferentes microbios llamados arqueas, los investigadores de la Universidad de Texas en Austin y otras instituciones han descubierto que los eucariotas, formas de vida complejas con núcleos en sus células, incluidas todas las plantas, animales, insectos y hongos del mundo tiene un antepasado arcaico común de Asgard.
Eso significa que los eucariotas son, en la jerga de los biólogos evolutivos, un «clado bien anidado» dentro de las arqueas de Asgard. Algo similar a lo que sucede a las aves que comparten un ancestro común con los dinosaurios. El equipo descubrió que todos los eucariotas comparten un ancestro común entre los Asgard.
No se han encontrado fósiles de eucariotas desde hace unos 2 mil millones de años, lo que sugiere que antes de eso, solo existían varios tipos de microbios. “Entonces, ¿qué eventos llevaron a los microbios a convertirse en eucariotas?” Esta interrogante la planteó Brett Baker, profesor asociado de biología integradora y ciencias marinas de UT Austin. “Esa es una gran pregunta. Tener este ancestro común es un gran paso para entenderlo”.
Los Hods
Dirigido por Thijs Ettema de la Universidad de Wageningen en los Países Bajos, el equipo de investigación identificó el pariente microbiano más cercano a todas las formas de vida complejas en el árbol de la vida. Que pertenecen a un orden recién descrito llamado Hodarchaeales (u Hods para abreviar). Los Hods, que se encuentran en sedimentos marinos, son uno de varios subgrupos dentro del grupo más grande de arqueas de Asgard.
Las arqueas de Asgard evolucionaron hace más de 2 mil millones de años. Y sus descendientes aún viven. Algunas se han descubierto en sedimentos de aguas profundas y termales de todo el mundo. Pero hasta ahora solo dos cepas se han cultivado con éxito en un laboratorio.
Para identificarlos, los científicos recolectan su material genético del medio ambiente y luego ensamblan sus genomas. Basándose en las similitudes genéticas con otros organismos que se pueden cultivar en el laboratorio y estudiar, los científicos pueden inferir el metabolismo y otras características de los Asgard. Tú y todos nosotros somos ‘asgardianos’.
Reconstruyendo el pasado
“Imaginad una máquina del tiempo que pueda viajar y explorar las posibles reacciones metabólicas que podrían haber provocado el amanecer de la vida compleja”. Esta es una propuesta de Valerie De Anda, investigadora en el laboratorio de Baker. “En lugar de fósiles o artefactos antiguos, observamos los planos genéticos de los microbios modernos para reconstruir su pasado”.
Los investigadores ampliaron la diversidad genómica conocida de Asgard. Y lo hicieron agregando más de 50 genomas no descritos como entrada para su modelado. Su análisis indica que el antepasado de todos los Asgard modernos parece haber vivido en ambientes cálidos, consumiendo CO2 y productos químicos para vivir.
Mientras tanto, los Hods, que están más estrechamente relacionados con los eucariotas, son metabólicamente más similares a nosotros, comen carbono y viven en ambientes más fríos. “Esto es realmente emocionante porque estamos buscando por primera vez los planos moleculares del ancestro que dio origen a las primeras células eucariotas”, dijo De Anda. Tú y todos nosotros somos ‘asgardianos’.
Una transición reveladora
“Para mí, lo más emocionante es que estamos empezando a ver la transición de lo que los biólogos creen que es un arqueón a este organismo Hodarchaeales. Que se parece más a un eucariota”, explicó Baker. «Otra forma de decirlo es que estos Hods son nuestro grupo hermano en el mundo de las arqueas».
Baker dijo que tiene sentido que de todas las arqueas, los Asgard sean los que engendraron eucariotas. Al igual que los eucariotas, los miembros de las arqueas de Asgard tienen muchos genes con múltiples copias en sus genomas. En los eucariotas, cuando los genes se duplicaron, las nuevas copias a menudo asumieron nuevas funciones. De esta forma dieron lugar a que los organismos tuvieran nuevas habilidades. Fue uno de los grandes impulsores de la evolución.
«En estos Asgard específicamente, no sabemos, a qué condujo las duplicaciones de genes», dijo Baker. “Pero sabemos que en los eucariotas gracias a ello se produjeron nuevas especificaciones tisulares. Lo que llevó a tener nuevas funciones. Y a un aumento de la complejidad celular. Esto nos induce a creer que esa es una de las formas en la que los Asgard alcanzaron el nivel de innovación que terminó a definir a los eucariotas en la naturaleza”.
Los científicos que estudian las arqueas han encontrado muchas proteínas que alguna vez se pensó que eran exclusivas de los eucariotas. Baker explicó que eso plantea la pregunta: ¿Qué funciones cumplen estas proteínas eucariotas en las arqueas? “Creo que estudiar estas formas de vida más simples y sus características eucariotas nos dirá mucho sobre nosotros mismos”, dijo Baker. Tú y todos nosotros somos ‘asgardianos’.
Acerca del estudio
Otros autores del estudio que fue publicado en la revista Nature fueron: UT Austin son Kiley W. Seitz y Nina Dombrowski. Además de Ettema, autores de otras instituciones son Laura Eme, Daniel Tamarit, Eva Cáceres, Courtney Stairs, Max Schön, William Lewis, Felix Homa, Jimmy Saw, Jonathan Lombard, Takuro Nunoura, Wen-Jun Li, Zheng-Shuang Hua, Lin-Xing Chen, Jillian Banfield, Emily St. John, Anna-Louise Reysenbach, Matthew Stott, Andreas Schramm, Kasper Kjeldsen y Andreas Teske.
El apoyo para esta investigación fue proporcionado por el programa Origin of Eukaryotes de las fundaciones Moore y Simons y la Fundación Nacional de Ciencias de EEUU. Junto con la Fundación Wellcome Trust, el Consejo Europeo de Investigación, el Consejo Sueco de Investigación y el Consejo Holandés de Investigación Además de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Fundación Wenner-Gren, el Laboratorio Science for Life (Suecia) y las Acciones Marie Skłodowska-Curie de la Comisión Europea. Tú y todos nosotros somos ‘asgardianos’.
