La pregunta sobre cómo apareció la vida en la Tierra sigue siendo una de las más difíciles de responder para la ciencia. Sabemos que todos los seres vivos actuales comparten un mismo código genético y una bioquímica sorprendentemente similar, lo que durante mucho tiempo ha reforzado la idea de que todos descendemos de un único antepasado común. Sin embargo, reconstruir los pasos que llevaron desde una química sin vida hasta las primeras células continúa siendo un desafío lleno de incógnitas.

Un nuevo estudio publicado en Science Advances propone una interpretación que obliga a mirar ese proceso desde otro ángulo. Los investigadores sostienen que, aunque el código genético tendría un origen común, la transición definitiva hacia células capaces de vivir de manera autónoma podría haberse producido dos veces, una en la rama que dio lugar a las bacterias y otra en la que acabaría originando las arqueas. Si esta hipótesis se confirma, supondría una revisión importante de cómo entendemos el nacimiento de la vida en nuestro planeta. 

Un antepasado común que quizá todavía no estaba completamente vivo

Desde hace décadas, el llamado LUCA (Last Universal Common Ancestor o último antepasado común universal) ocupa un lugar central en las investigaciones sobre el origen de la vida. Tradicionalmente se ha imaginado como un organismo relativamente complejo del que descendieron todas las formas de vida actuales.

El nuevo trabajo plantea una posibilidad diferente. Según sus autores, LUCA disponía ya del código genético, de ribosomas funcionales y de buena parte del metabolismo necesario para fabricar los componentes esenciales de las células, pero todavía dependía en gran medida del entorno para completar muchas reacciones químicas fundamentales. 

El análisis de cientos de enzimas conservadas en bacterias y arqueas indica que solo alrededor de la mitad de las reacciones metabólicas actuales estaban catalizadas por enzimas propias. El resto habría seguido dependiendo de metales presentes de forma natural en el ambiente, como hierro, níquel o cobalto, que actuaban como catalizadores antes de que la evolución desarrollara proteínas capaces de desempeñar esas mismas funciones. 

En otras palabras, LUCA quizá no era todavía una célula completamente independiente, sino una etapa intermedia entre la geoquímica y la biología.

La clave está en unas enzimas que nunca compartieron origen

La conclusión más relevante del estudio no surge de un fósil ni de una nueva molécula, sino de la historia evolutiva de las enzimas.

Los investigadores reconstruyeron la evolución de cientos de proteínas implicadas en el metabolismo básico comparando sus estructuras tridimensionales en más de novecientos genomas de bacterias y arqueas. Esa aproximación permitió ordenar cronológicamente la aparición de muchas enzimas y averiguar cuáles ya existían en LUCA y cuáles aparecieron después. 

El resultado fue inesperado. Para varias reacciones metabólicas esenciales, las bacterias y las arqueas utilizan enzimas completamente diferentes desde el punto de vista estructural, aunque realizan exactamente la misma función química. Los autores identifican al menos cinco ejemplos claros de esta evolución independiente. 

Quizá el código genético nació una sola vez, pero las primeras células plenamente autónomas aparecieron por dos caminos evolutivos distintos.

Si ambos grupos hubieran heredado esas enzimas de un antepasado ya plenamente autónomo, lo esperable sería encontrar proteínas emparentadas entre sí. En cambio, la evidencia apunta a que cada linaje inventó posteriormente sus propias soluciones bioquímicas para resolver los mismos problemas metabólicos.

Ese detalle lleva a los autores a una propuesta muy audaz: las bacterias y las arqueas alcanzaron de forma independiente el estado de células capaces de vivir por sí mismas. Compartirían un origen del código genético, pero no necesariamente el momento en que dejaron de depender de la química del entorno para convertirse en organismos autónomos. 

Antes de las enzimas, la geología hacía el trabajo

El estudio también aporta una explicación sobre cómo pudo mantenerse ese metabolismo primitivo antes de que existieran las proteínas modernas.

Los autores defienden que muchos de los primeros catalizadores no eran biológicos, sino minerales. En los sistemas hidrotermales generados por procesos de serpentinización existen metales nativos capaces de acelerar reacciones muy parecidas a las que hoy realizan las enzimas celulares. Experimentos previos ya habían demostrado que esos minerales pueden transformar hidrógeno y dióxido de carbono en compuestos fundamentales para la bioquímica, como formiato, acetato o piruvato. 

Según el nuevo trabajo, esa continuidad entre la geoquímica y el metabolismo moderno resulta mucho más extensa de lo que se pensaba. Muchas reacciones esenciales podrían haberse desarrollado inicialmente sobre superficies minerales, siendo sustituidas poco a poco por enzimas a medida que evolucionaban las primeras células.

El metabolismo habría nacido, por tanto, como una prolongación de procesos geológicos ya existentes, y solo más tarde la evolución incorporó catalizadores biológicos mucho más eficientes.

Una energía distinta antes del ATP

Otro de los problemas clásicos sobre el origen de la vida consiste en explicar de dónde obtenían energía las primeras redes metabólicas.

Hoy prácticamente todas las células utilizan ATP como moneda energética universal. Pero el ATP plantea una paradoja evidente: para fabricarlo hacen falta enzimas… que todavía no existían en los primeros pasos de la evolución.

El metabolismo pudo comenzar como una prolongación de la química de las rocas antes de convertirse en una propiedad exclusiva de la vida.

El estudio propone una posible solución. Los experimentos muestran que el fosfito, un compuesto de fósforo presente de forma natural en algunos sistemas hidrotermales, puede impulsar reacciones de fosforilación en agua cuando intervienen determinados metales, especialmente paladio. Ese mecanismo permitiría alimentar parte del metabolismo primitivo sin necesidad de ATP ni de enzimas especializadas. 

Los autores consideran que esta posibilidad encaja especialmente bien con ambientes hidrotermales ricos en hidrógeno y metales, reforzando la idea de que esos ecosistemas pudieron constituir uno de los escenarios más favorables para el origen del metabolismo.

Dos orígenes de la vida… con muchos matices

La propuesta resulta tan sugerente como polémica. El estudio no afirma que la vida apareciera dos veces desde materia completamente inerte, ni que existieran dos códigos genéticos distintos.

Lo que plantea es algo más concreto. El código genético, los ribosomas y buena parte del metabolismo tendrían un origen común. Sin embargo, la adquisición de un metabolismo completamente autosuficiente habría ocurrido después de que bacterias y arqueas ya se hubieran separado evolutivamente. 

Si esta hipótesis es correcta, el árbol de la vida no tendría un único tronco completamente formado, sino una etapa común seguida de dos transiciones independientes hacia la vida libre.

Si esa interpretación resiste futuras investigaciones, la imagen tradicional del árbol de la vida cambiaría de forma significativa. En lugar de imaginar un único tronco perfectamente formado del que nacieron todos los organismos actuales, quizá habría que pensar en una etapa compartida todavía ligada a la química del planeta, seguida por dos transiciones independientes hacia las primeras células verdaderamente libres.

Más que resolver definitivamente el misterio del origen de la vida, este trabajo introduce una posibilidad que obliga a revisar algunas de las ideas más arraigadas sobre nuestros propios comienzos. A veces, la evolución no cambia el destino final, sino el camino que conduce hasta él.