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Pruebas a favor de LUCA

Un análisis genético apoya la idea darwiniana de que todas las formas de vida actuales descienden de un antepasado común.

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Hace ya 150 años Darwin propuso la existencia del ancestro universal, el organismo a partir del cual descenderían todas las formas de vida de la Tierra. En el “Origen de las Especies” afirmaba que “todos los seres orgánicos que alguna vez han vivido sobre la Tierra descienden de alguna forma primordial”. Hasta ahora consistía en una teoría razonable sobre la cual se han ido acumulando pruebas a su favor durante todo este tiempo, tanto procedentes del registro fósil como de pruebas a nivel molecular que indican las similitudes entre los distintos seres vivos. Hace unos días Douglas Theobald, de Brandeis University, informó en Nature sobre los resultados de la primera prueba cuantitativa a gran escala de esta idea.
Este nuevo resultado supone un espaldarazo a la existencia de LUCA (Last Universal Common Ancestor o Último Ancestro Universal Común), que últimamente se había puesto en cuestión. Según algunos biólogos evolucionistas la imagen o modelo de un árbol único quizás no sería la mejor representación de las relaciones entre los distintos seres vivos. Así que se propuso una red de árboles múltiples interconectados o “telaraña de la vida”. Idea que estaba apoyada por algunas pruebas moleculares, que indicaban que la vida primordial había sufrido una intensa transferencia genética horizontal, algo que todavía sucede en bacterias y en unos pocos seres complejos. Según estos biólogos, como las relaciones tempranas estaban enmarañadas pudo ser posible que la vida surgiera a partir de varios ancestros.
Pero según Theobald esto realmente no importa. Según él, aunque la vida se originara de manera independiente varias veces, algo que la hipótesis LUCA permite, la teoría mantiene que tuvo que haber en algún momento un cuello de botella en el transcurso de la evolución, de tal modo que todos los descendientes supervivientes proceden de un único antepasado. Alternativamente, poblaciones que pudieran haber surgido de manera independiente pudieron haber intercambiado genes de tal modo que al final terminaran siendo una única especie de la cual descendieron todos los demás organismos.
Theobald usó poderosas herramientas computacionales y estadística bayesiana sobre datos genéticos y encontró pruebas inequívocas que apoyan la teoría de LUCA, independientemente de si hubo transferencia horizontal o múltiples orígenes de la vida. Según él la existencia de LUCA es mucho más probable (de 102860 a millones de veces más probable) que la teoría de los ancestros múltiples independientes.
Según este investigador los avances en Biología durante la última década han sido muy importantes y han hecho posible comprobar la teoría de Darwin de una manera que nunca antes fue posible. El número de secuencias genéticas secuenciadas se dobla cada año y la potencia computacional es mucho más poderosa ahora de lo que lo fue incluso hace sólo unos pocos años.
Mientras que otros investigadores han estado examinando el ancestro común de una manera más estrecha, por ejemplo, fijándose sólo en los vertebrados, Theoblad es el primero en comprobar la teoría de Darwin a lo largo de los tres dominios de la vida (eucariotas, bacterias y arqueas).
Theobald estudió un conjunto de 23 proteínas esenciales que se encuentran en todos los organismos conocidos. Además escogió cuatro organismos representativos de cada dominio de la vida (12 en total).

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Modelo reticular representando a LUCA (a) frente a un modelo de ancestro múltiple en el que hay un antepasado separado para las bacterias (b). Fuente: Nature.

Asumió que las copias genéticas de una proteína pueden multiplicarse durante la reproducción y que el proceso de replicación y mutación a lo largo de miles de millones de años puede modificar estas proteínas desde las secuencias ancestrales. Estas hipótesis de partida son razonables y descansan en los conocimientos existentes que tenemos sobre los mecanismos genéticos. Estos dos mecanismos deben haber creado diferencias en las versiones modernas de esas proteínas. También supuso que los cambios en una especie no afectan a otras especies (una mutación en los canguros no afecta a los humanos).
El punto más interesante del estudio es que no se asumió hasta cuándo se podía retrotraer el efecto de estos mecanismos en el árbol filogenético. Se encontró que las proteínas compartidas ligaban a los animales (humanos incluidos) con los otros eucariotas y además con los otros dominios (bacterias y arqueas). Esto es justo lo que se esperaría de la existencia de un antepasado universal común a todos los seres vivos. LUCA explica los resultados, no solamente de la mejor manera, sino de la manera más simple.
Aunque este estudio no dice cómo era LUCA, Theobald especula que debió ser una especie que vivía formando una “espuma”, quizás al borde del mar o en la profundidad del océano al lado de una chimenea hidrotermal. Está seguro que esta forma primordial de vida era tan compleja y bella como la vida moderna a nivel molecular.
Se ha usado una metáfora para explicar este estudio. Sería como el análisis del fondo cósmico de radiación provocado por el Big Bang. La aparición de LUCA sería un Big Bang biológico.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa. [2]
Nota de prensa del CRG. [3]
Artículo original (resumen). [4]
Reconstruyendo el árbol filogenético. [5]