Un nuevo estudio, publicado en 'PLoS
Computational Biology', ha mapeado el desarrollo de la química que
sustenta la vida, hasta la historia de la vida temprana. Los
investigadores Rogier Braakman y Eric Smith, del Instituto de Santa Fe
(Estados Unidos), han trazado los seis métodos de fijación de carbono,
que se observan en la vida moderna, hasta una forma ancestral única.
La fijación del carbono --el mecanismo de la vida para la
fabricación de dióxido de carbono biológicamente útil-- forma el mayor
puente entre la química inerte de la Tierra, y su biosfera. Todos los
organismos que fijan el carbono lo hacen en uno de seis sentidos; estos
seis mecanismos se superponen, pero hasta ahora no estaba claro cuál de
los seis tipos ocurrió primero, y cómo se entreteje su desarrollo con
los cambios ambientales y biológicos.
Ahora, los autores de la nueva investigación, han utilizado un
método que crea 'árboles' de relación evolutiva, sobre la base de las
secuencias genéticas y los rasgos metabólicos. A partir de este, han
sido capaces de reconstruir la historia evolutiva temprana de la
diversidad biológica de fijación del carbono, en relación con todas las
formas en que la vida actual lleva a cabo esta función.
La primera forma de fijación de carbono identificada, posee
una función de robustez --que no se ve en las células modernas--
mediante un mecanismo de capas múltiples de fijación de carbono. Esta
redundancia permitió, en los primeros años de vida, compensar la falta
de un control preciso sobre la química interna, y formó una plantilla
para las posteriores divisiones que crearon las primeras grandes ramas
en el árbol de la vida. Por ejemplo, la primera gran forma de vida
dividida llegó con la primera aparición de oxígeno en la Tierra,
causando que los antepasados de las algas verde-azuladas, y la mayoría
de otras bacterias, se separasen de la rama que incluye a la bacteria
Archaea, otro gran grupo de microorganismos unicelulares.
"Parece probable que las primeras células fueran ensamblajes
raquíticos, cuyas partes estaban constantemente rompiéndose", explica
Smith, y añade que "la clave para que el metabolismo se mantuviera con
un apoyo tan inestable, está en una redundancia simultánea y constante".
Una vez que las células primitivas desarrollaron enzimas y
membranas más refinadas, que les aportó un mayor control sobre la
química del metabolismo, la minimización de la energía que se utiliza
para crear la biomasa, los cambios en los niveles de oxígeno, y la
alcalinidad, dirigieron el desarrollo de la vida. En otras palabras, el
medio ambiente dirigió grandes divergencias de manera predecible, a
diferencia de la creencia común de que el azar dominó la innovación
evolutiva.
