Investigadores japoneses acaban de aportar nuevos elementos que abogan por la hipótesis del «mundo con ARN», que sugiere que la vida se habría desarrollado a partir de estas moléculas.
El origen de la vida en la Tierra es una de las preguntas que ha torturado a los científicos desde los albores de los tiempos, y que permanece particularmente viva en nuestro tiempo. Hay muchas teorías más o menos descabelladas, pero el nuevo trabajo está aportando credibilidad adicional a la hipótesis más prometedora.
Si los investigadores todavía están muy divididos sobre esta cuestión, hay un punto que es objeto de un consenso más o menos global; si la vida sí apareció directamente en nuestro planeta y no llegó de otro lugar, esto implica que en algún momento de su existencia, la Tierra necesariamente debió albergar un cóctel de elementos químicos que puede servir de base para futuros seres vivos.
En la literatura científica se utiliza el término muy colorido de sopa prebiótica. El desafío es, por tanto, identificar la transición que podría haber tenido lugar para pasar de un caldo de cultivo teórico a la vida tal como la conocemos, con su soberbia diversidad de animales, plantas, etc.
Pero a partir de ahí, todas las pistas desaparecen; en la actualidad, la ciencia no dispone todavía de ningún elemento determinante que permita afirmar con certeza cuándo, y sobre todo cómo, se cruzó la línea entre la química compleja y la vida.
Desafortunadamente, estamos hablando de un período de tiempo extremadamente lejano; por lo tanto, es casi ilusorio esperar encontrar una prueba directa de esta transición. Por lo tanto, el único enfoque sigue siendo utilizar su imaginación para tratar de modelar las condiciones de la época. Y aquí es donde entran los investigadores del equipo de Ryo Mizuuchi, biólogo de la Universidad de Tokio.
Moléculas de ARN simples, pero “evolución darwiniana”
En una publicación reciente, demostraron que cuando se cumplen todas las condiciones adecuadas, una sola molécula de ARN es capaz de iniciar un proceso de «evolución darwiniana», que se retroalimenta continuamente a través de cambios basados en mutaciones y selección natural.
Esto es particularmente importante, porque si queremos resumir el tema de la manera más simple posible, la vida no es más que una colección de moléculas autorreplicantes. La diversidad de los seres vivos proviene del hecho de que estas moléculas responder imperfectamenteque tiende a generar un número virtualmente ilimitado de nuevas variantes sobre mutaciones.
Por lo tanto, para determinar el origen de la vida, los investigadores están tratando deidentificar elementos que parecen capaces de replicarse de esta manera, y con la mayor independencia posible. El ARN, un elemento absolutamente fundamental de esta maquinaria celular, ha estado entre los candidatos más prometedores durante siglos debido a su universalidad.
Condiciones peligrosas y difíciles de implementar
Combina varios criterios importantes. Sabemos de hecho que es presente en toda la biosferaque teóricamente puede se forman espontáneamente a partir de un proceso no biológicoy sobre todo que es un unidad dinámica probablementeinteractuar con su entorno. En otras palabras : Las moléculas de ARN son capaces de recombinarse entre ellos para formar nuevas moléculas que a su vez se utilizarán para desarrollar nuevas estructuras, y así sucesivamente.
Se sabe desde hace varias décadas que el ARN tiene esta característica, y también es muy importante por su papel en el cuerpo humano. Pero también sabemos que, como tal, el ARN es demasiado inestable para poder servir de apoyo a una vida compleja y duradera. No es casualidad que hayamos heredado un sistema basado en el ADN después de milenios de selección natural; es un soporte inmensamente más estable y mucho más adecuado para la preservación del genoma.
Sin embargo, esto no descarta el rastro del ARN como precursor de la vida. Por otro lado, esto significa que muy probablemente hubo, en algún momento del proceso, interacciones entre varias moléculas de ARN capaz de replicar de manera diferente; en el contexto de este trabajo, los investigadores hablan entonces de “replicadores”.
Teóricamente, si hay suficientes replicadores diferentes, entonces una población puede sostenerse a sí misma; por lo tanto, sabemos que el concepto se sostiene en el papel. Pero en esta etapa, todavía no podemos hablar de vida. Para esto, la simple replicación ya no es suficiente; la población debería poder volverse más compleja a lo largo de generaciones. Y a este nivel, la investigación se ha estancado durante mucho tiempo… hasta el trabajo de los investigadores japoneses.
Un resultado inesperado
De hecho, Mizuuchi y su equipo finalmente lograron producir un conjunto de replicadores que se ajustan a esta definición. Pueden “operar colectivamente” no solo para preservar la información, sino que la información también se modifica a lo largo de generaciones. Un proceso que los investigadores creen que es comparable a “evolución darwiniana“, o un “proceso autosuficiente de cambio continuo basado en mutaciones y selección natural.”
Es un resultado realmente sorprendente que los equipos no esperaban particularmente. Porque en biología evolutiva, el postulado básico estipula que a muy largo plazo, las especies que compiten por el mismo recurso no pueden coexistir; si se le da suficiente tiempo, se supone que el que mejor se adapte a su entorno tomará el relevo. Y esto es cierto en todos los niveles, incluso para moléculas simples.
“Sinceramente, dudábamos de que ARN tan variados pudieran evolucionar y coexistir debido a este principio de exclusión por competencia.”, explica Mizuuchi. “Estas son solo moléculas individuales, por lo que nos preguntamos si era posible que los compuestos no vivos desarrollaran tales innovaciones de forma espontánea.”
Y obviamente la respuesta fue un rotundo “sí”. Esta es una prueba de concepto muy impresionante que constituye un sólido argumento para afirmar que la vida surgió a partir de precursores del ARN, una hipótesis conocida como el «Mundo del ARN».
Una pieza interesante del gran rompecabezas de la vida.
Pero a pesar de todo, aún no es una prueba indiscutible, ni mucho menos. La única forma de hacerlo será seguir cavando. Para esperar llegar a una posible prueba indiscutible, aún será necesario conectar montones de datos del trabajo en geología, biología, pero también en astrofísica.
Pero eso no significa que este hermoso hallazgo caiga en el olvido. Por el contrario, estos ARN son una excelente plataforma para estudiar los mecanismos de la evolución. Permiten interesarse por él en la escala más básica posible, sin tener que sortear la inmensa complejidad de los seres vivos.
“La simplicidad de este sistema de replicación molecular, en comparación con otros organismos, nos permite examinar los fenómenos evolutivos con una precisión sin precedentes.”, se regocija Mizuuchi. Y con un poco de suerte, esta aproximación permitirá descubrir nuevos elementos que permitirán determinar con certeza si, efectivamente, la vida se desarrolló a partir del ARN.
El trabajo de investigación está disponible aquí.
