En las profundidades de los fondos marinos, donde la luz no llega y el oxígeno escasea, habita un grupo de microbios que podría tener la clave para entender uno de los mayores enigmas de la biología: el origen de la vida compleja. Estos microorganismos, llamados arqueas Asgard, fueron descubiertos hace poco más de una década en sedimentos del Atlántico Norte, y desde entonces han desatado una revolución en el estudio evolutivo.
La importancia de los eucariotas
Para dimensionar el impacto de estos hallazgos, primero hay que entender qué diferencia a los eucariotas del resto de formas de vida. Los eucariotas son organismos cuyas células poseen un núcleo y estructuras internas complejas, como las mitocondrias. Esta categoría abarca desde hongos y plantas hasta los seres humanos. Sin ese salto evolutivo hacia la complejidad, nuestro planeta estaría cubierto solo por capas de bacterias y arqueas, sin animales, árboles ni personas.
Durante mucho tiempo se pensó que el surgimiento de los eucariotas fue un accidente casi irrepetible en la historia de la Tierra. No se ha observado nunca en laboratorio la aparición espontánea de nuevas células eucariotas. Pero la aparición de los arqueas Asgard está cambiando esa narrativa.
Loki y el hallazgo en el fondo del mar
Todo comenzó en 2008, cuando un equipo de investigadores descubrió una serie de respiraderos hidrotermales en la dorsal mesoatlántica, entre Groenlandia y Escandinavia. Nombraron al sitio Castillo de Loki, en honor al dios nórdico embaucador. Fue en esos sedimentos donde encontraron los primeros indicios de un nuevo tipo de arquea, cuyas características genéticas desafiaban lo que se conocía hasta entonces.
En 2015, el equipo liderado por la microbóloga Anja Spang publicó en Nature un estudio donde mostraba que estas arqueas, bautizadas como Lokiarchaeota, compartían genes claves con los eucariotas. Fue una señal inesperada de parentesco evolutivo.
Genes compartidos y pistas moleculares
Los genes identificados en los Lokiarchaeota no eran triviales. Algunos codificaban para proteínas que permiten a las células deformar sus membranas, una habilidad esencial en los eucariotas para realizar procesos como la fagocitosis, es decir, engullir otras células. Aunque no se tenía prueba directa de que los arqueas Asgard pudieran realizar esa función, el hallazgo abrió una nueva vía para explicar el origen de las células complejas.
En los años siguientes, se identificaron nuevos miembros del grupo Asgard: Thorarchaeota, Heimdallarchaeota, Odinarchaeota, entre otros. Todos compartían genes relacionados con funciones eucariotas, lo que reforzaba la hipótesis de que el ancestro común de los eucariotas podría haber surgido dentro de este linaje.
El mito de la fagocitosis
La teoría más aceptada hasta hace poco planteaba que una célula primitiva habría engullido a otra, estableciendo una relación simbótica que eventualmente dio origen a las mitocondrias. Este proceso, conocido como endosimbiosis, fue propuesto por Lynn Margulis en los años 60 y se considera un pilar de la biología moderna.
Pero nuevos estudios con arqueas Asgard cultivadas en laboratorio están matizando esta visión. En lugar de engullir a sus socios, estas arqueas parecen utilizar tentáculos ramificados para acercarse a otros microbios con los que intercambian nutrientes. Este contacto físico y prolongado podría haber favorecido una fusión gradual de ambos organismos, sin necesidad de fagocitosis completa.
Cultivar lo incultivable
Uno de los logros más impresionantes fue el aislamiento de una arquea Asgard viva, algo que durante mucho tiempo se creyó imposible. En 2006, el microbiólogo Hiroyuki Imachi recolectó muestras en el océano frente a Japón. Tras más de una década de trabajo, logró cultivar una arquea a la que llamó Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum. Este microbio, de crecimiento extremadamente lento, no podía vivir sin su pareja simbionte, un metanógeno que le provee nutrientes esenciales.
Bajo el microscopio electrónico, Prometheoarchaeum mostraba extensiones filamentosas que emergían de su cuerpo esférico. Estos tentáculos podrían haber sido la herramienta con la que estableció contacto estrecho con bacterias simbiontes en el pasado remoto.
Una arquitectura celular en evolución
El descubrimiento de actina, una proteína estructural clave en eucariotas, dentro de varias arqueas Asgard sugiere que la capacidad de formar estructuras internas complejas podría haberse originado mucho antes de lo pensado. Aunque aún no hay consenso sobre si estos microbios tienen estructuras internas como núcleos, algunos estudios recientes han observado una posible separación espacial entre el ADN y los ribosomas en ciertas especies.
Otros hallazgos apuntan a que podría haber habido varios intentos independientes de crear células complejas, y que la línea evolutiva que dio lugar a los eucariotas simplemente fue la que más éxito tuvo. En este contexto, los Asgard son como piezas de un rompecabezas antiguo que aún no logramos armar del todo.
Implicaciones más allá de la Tierra
Si los Asgard arqueas facilitaron la aparición de la vida compleja en la Tierra mediante mecanismos que parecen repetibles, eso podría significar que la vida compleja en otros planetas no es una rareza. Si la evolución de los eucariotas no fue un milagro estadístico, sino un proceso emergente favorecido por la cooperación microbiana, podría estar ocurriendo en mundos con condiciones similares.
El hallazgo de estos microbios, con su mezcla de rasgos simples y complejos, está reescribiendo la historia evolutiva. Y, como sugiere la investigadora Anja Spang, tal vez la transición hacia la complejidad haya ocurrido más de una vez, aunque solo una de esas veces dejó descendencia duradera.