Microbios antiguos ofrecen pistas sobre el origen de la vida compleja en la Tierra
Investigadores descubrieron un microbio en estromatolitos que podría explicar cómo surgió la vida compleja. Imágenes revelan interacciones entre un arqueón y una bacteria, sugiriendo asociaciones vitales en la evolución.
FOTO: Microbios antiguos en estromatolitos
Los estromatolitos, formaciones rocosas antiguas, han revelado ser más que simples rocas. Un estudio reciente publicado en Current Biology sugirió que estos organismos podrían ofrecer pistas sobre cómo surgió la vida compleja en la Tierra.
Un equipo de investigación, liderado por el Profesor Asociado Brendan Burns de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW Sydney), identificó un microbio desconocido que vive en estrecha asociación con otro organismo dentro de estos "fósiles vivos". Este hallazgo podría ayudar a resolver un misterio evolutivo fundamental: cómo células relativamente simples comenzaron a cooperar, dando origen a formas de vida mucho más complejas.
El Profesor Burns mencionó: "Los estromatolitos podrían ser más que una simple cuna de vida donde floreció la vida microbiana temprana; también podrían contarnos cómo emergió la vida compleja".
Los estromatolitos y los tapices microbianos, que han existido durante miles de millones de años, todavía se forman hoy en Shark Bay, un sitio declarado Patrimonio de la Humanidad en Australia Occidental. Las muestras recolectadas allí llevaron al equipo a aislar un miembro de los arqueones Asgard, un grupo de microbios que se cree están estrechamente relacionados con los ancestros de los eucariotas, las células que componen todas las plantas y animales, incluidos los humanos.
Una teoría en biología propone que la primera célula eucariota se desarrolló a través de una asociación íntima entre un arqueón antiguo y una bacteria. Según esta teoría, un organismo eventualmente engulló al otro, y esa relación dio lugar a las mitocondrias, las estructuras productoras de energía que se encuentran dentro de las células complejas.
Sin embargo, los científicos no habían tenido evidencia directa de cómo podría haber sido una asociación temprana. La nueva investigación proporcionó la primera evidencia visual de un arqueón Asgard interactuando físicamente con una bacteria a través de conexiones extremadamente delgadas, denominadas nanotubos.
El Profesor Burns afirmó: "Esto podría ser un pequeño modelo de cómo comenzaron estas asociaciones y, en última instancia, formaron los eucariotas".
A pesar de que la secuenciación genética mostró que el ADN de los organismos estaba presente en las muestras, hacer crecer los microbios en el laboratorio resultó ser un desafío. "Tomó cuatro o cinco años en el laboratorio, optimizando y persiguiendo diferentes sombras", comentó Burns.
Los arqueones Asgard son notoriamente difíciles de cultivar fuera de sus hábitats naturales. El equipo finalmente logró avances utilizando la crio-tomografía electrónica, un método de imagen 3D de alta resolución que revela estructuras a escala de un millonésimo de milímetro.
Las imágenes mostraron que el arqueón y la bacteria estaban físicamente conectados por nanotubos bacterianos. Los investigadores también observaron al arqueón produciendo cadenas de vesículas y estructuras tubulares elaboradas. Los dos microbios parecían complementarse químicamente, cada uno produciendo compuestos que el otro podía utilizar, incluidos vitaminas, nutrientes e hidrógeno.
La coautora Debnath Ghosal de la Universidad de Melbourne destacó la importancia de capturar directamente una interacción entre un arqueón Asgard y una bacteria: "Este descubrimiento nos acerca a comprender cómo las células complejas evolucionaron a partir de formas de vida microbiana relativamente simples".
El equipo también incorporó el aprendizaje profundo, un tipo de inteligencia artificial, en su análisis. La Profesora Asociada Kate Mitchie de UNSW explicó: "Usamos esto para predecir las estructuras de las proteínas en estos microbios, lo cual es emocionante porque comenzamos a ver versiones antiguas de la maquinaria celular que más tarde se volvió central para la vida compleja".
Los investigadores ahora esperan identificar asociaciones microbianas adicionales y expandir lo que Burns denomina una "pequeña sopa primordial de Asgard", brindando más piezas del rompecabezas sobre las etapas más tempranas en la evolución de la vida compleja.
Lectura rápida
¿Qué se descubrió?
Un microbio desconocido en estromatolitos que podría explicar el origen de la vida compleja.
¿Quién lideró la investigación?
El equipo fue liderado por el Profesor Asociado Brendan Burns de la Universidad de Nueva Gales del Sur.
¿Dónde se realizó el estudio?
El estudio se llevó a cabo en Shark Bay, Australia Occidental.
¿Cómo se evidenció la interacción microbiana?
Se capturaron imágenes de nanotubos conectando un arqueón Asgard y una bacteria.
¿Por qué es importante este descubrimiento?
Ayuda a entender cómo las células complejas evolucionaron a partir de formas de vida más simples.
