NeoFronteras

Unos científicos consiguen inferir la temperatura de la Tierra primitiva usando un sistema genético de reconstrucción de proteínas.

Un equipo de investigadores de University of Florida, Foundation for Applied Molecular Evolution y de la compañía DNA2.0 consigue medir retrospectivamente la temperatura de la Tierra llegando a la conclusión de que el planeta pasó por un periodo frío entre hace 3500 y hace 500 millones de años. Para este cálculo se han valido de la reconstrucción de proteínas de bacterias.
El estudio de cómo se codifican las proteínas por los genes permite inferir información acerca de las condiciones medioambientales de la Tierra primitiva. Los genes evolucionan para que sus organismos portadores puedan adaptarse a las condiciones ambientales en las viven, cambiando en el proceso. Mediante la «resurrección» de estos genes extintos hace tiempo se consigue tener la oportunidad de analizar el ambiente que se grabó en su secuencia genética. Según los autores estos genes se comportan esencialmente como «fósiles dinámicos».
En un trabajo anterior estos investigadores dedujeron que los océanos primitivos eran cálidos porque los seres que allí habitaban tenían proteínas estables a alta temperatura. Así que se propusieron estudiar mediante este sistema qué es lo que pasó después expandiendo la ventana temporal. Querían medir la temperatura de la Tierra en un periodo de miles de millones años para aprender más acerca de la vida en la Tierra durante el periodo Precámbrico. En lugar de tomar la ruta tradicional de analizar formaciones rocosas y medir isótopos en los fósiles optaron por hacer lo que mejor sabían: reconstrucción de proteínas.
Dicen haber analizado la estabilidad frente a la temperatura de las proteínas de los organismos que había por aquel entonces. Después de estudiar bases de datos genéticas los científicos dieron con una «mina de oro» para alcanzar su objetivo: una proteína denominada factor de elongación.
Este factor ayuda a las bacterias a formar otras proteínas a partir de los aminoácidos. Cada especie de bacteria tiene un factor de elongación ligeramente distinto. Así, las bacterias que viven en ambientes cálidos tienen un factor de elongación fuerte y elástico que pueda funcionar a alta temperaturas sin desnaturalizarse. Lo opuesto se da para las bacterias que viven en ambientes fríos.
Armados con esta información los investigadores reconstruyeron 32 factores de elongación de 16 especies primitivas. Mediante la comparación de la sensibilidad al calor de las proteínas obtenidas dedujeron cómo había cambiado la temperatura de la Tierra a lo largo del tiempo. Aunque la temperatura era cálida al principio, ésta decayó progresivamente 30 grados centígrados durante el periodo estudiado que va de hace 3500 a 500 millones de años.
Aunque el concepto de la resurrección de genes ancestrales fue propuesto hace más de 40 años, el desarrollo de la síntesis eficiente de genes que lo permitiera sólo está disponible desde hace poco tiempo. La síntesis genética permite una ruta directa desde una secuencia genética calculada a una proteína que pueda ser testada en el laboratorio.
Casi todas las bacterias están relacionadas genéticamente si nos desplazamos atrás en el tiempo. Incluso los organismos extremófilos que viven a alta temperatura están emparentados con otros que son muy sensibles a los cambios de temperatura. La clave está en determinar cuándo, durante la historia de la Tierra, surgió cada tipo de bacteria.
Los autores del estudio afirman que lo remarcable de sus resultados es que coinciden casi de manera idéntica sobre el mismo periodo de tiempo con los estudios geológicos que estiman la temperatura de los océanos terrestres. La convergencia de los resultados geológicos y biológicos muestra que el ambiente de la Tierra ha estado continuamente cambiando desde que surgió la vida y que precisamente la vida se ha ido adaptando a él para poder sobrevivir.

Fuentes y referencias:
Nota en University of Florida
Resumen del artículo original en Nature.
Foto: autor desconocido.