UN FÓSIL MILLÓNS DE ANOS DENTRO DAS NOSAS CÉLULAS

Recreación da Terra durante o eón Arcaico, nos albores da vida, de 4.000 a 2.500 millóns de anos atrás / The Archean World/Peter Sawyer

Os estudiosos da orixe da vida enfróntanse a un paradoxo circular (como a do ovo e a galiña) que, probablemente, pode considerarse o máis profundo misterio da bioloxía evolutiva. Toda a vida que coñecemos ten un fundamento dobre: a auto-replicación, ou capacidade dun organismo para sacar copias de si mesmo, e o metabolismo, a cociña da célula que fabrica continuamente os seus compoñentes básicos. Hoxe están vinculados de forma inextricable, pero cal xurdiu primeiro na noite dos tempos? E de que servía o un sen o outro?

Unha investigación bioquímica que imita as condicións dos sedimentos do eón Arcaico (anteriormente conocido como Arqueozoico, nos albores da vida na Terra, fai de 4.000 a 2.500 anos atrás) mostra que dúas rutas metabólicas (cadeas de reaccións químicas, ou a cociña da célula) xa funcionaban entón igual que agora, dentro de cada unha das nosas células. Tanto na era Arcaica como hoxe mesmo, esas rutas responden a contorna, acendéndose ou apagándose en resposta á acidez e aos niveis de ferro. É un forte indicio de que o metabolismo é anterior ás encimas (proteínas con actividade catalítica) que o executan hoxe. E tamén, propoñen os autores, aos xenes que conteñen a información para fabricar esas encima

Unha das implicacións máis extraordinarias do traballo de dous científicos do Centro de Bioloxía de Sistemas da Universidade de Cambridge, e os seus colegas, que se presenta en Science Advances, é que levamos dentro de cada unha das nosas células unha testemuña da Terra primitiva, como un anaco do pasado remoto: un sistema complexo e autoconsistente que, posiblemente, empezou a funcionar antes da invención da primeira bacteria do planeta. Máis aínda: unha invención que fundamentou a evolución da primeira bacteria. Un invento tan brillante que 3.000 millóns de anos de evolución non puideron superar. Dá vertixe. Case dá ata noxo.

A máquina do tempo proposta baséase, de maneira paradoxal, na tecnoloxía biolóxica máis avanzada, a metabolómica. Se a xenómica é o estudo simultáneo de todos os xenes, e a proteómica o de todas as proteínas. A metabolómica o é de todos os metabolitos, as moléculas simples (como a glicosa, a ribosa ou o oxalato) que lle serven a toda célula para cociñar todo o resto dos seus compoñentes, como os carbohidratos, as graxas, as proteínas e os xenes.

 

Unha das reaccións do metabolismo primitivo; á esquerda, a baixo pH fórmase ribosa, un compoñente dos xenes; á dereita, a alto pH fórmase eritrosa, precursor das proteínas. / MARKUS KELLER

Os científicos de Cambridge centráronse en dous das rutas esenciais dese metabolismo central que ocupa o centro da cociña celular de todas as especias vivas. Trátase da glucolisis e o ciclo das pentosas fosfato, dúas cadeas de reaccións encimáticas que han torturado aos estudantes de bioloxía durante o último século. Converten os azucres como a glicosa (a comida) en enerxía (a gasolina), e tamén achegan a materia prima para construír moitos outros compoñentes celulares.

A vida non podería xurdir no universo novo, pouco despois do Big Bang. Porque do Big Bang só saíron os elementos máis simples, o hidróxeno e o helio, e os sistemas biolóxicos necesitan átomos máis pesados, como o carbono e o nitróxeno, e algúns moito máis pesados, como os metais que catalizan as reaccións esenciais. Entre estes últimos, o máis importante durante o eón Arcaico en que evolucionou a vida primitiva era o ferro (concretamente o ferro ferroso, por oposición ao ferro férrico, máis coñecido como óxido na linguaxe común).

E é a este ferro (ferroso) ao que responden os ciclos metabólicos dos investigadores de Cambridge. O ferro cumpría naquela noite dos tempos a función que hoxe teñen as encimas metabólicas, as nanomáquinas de gran complexidade que catalizan hoxe esas mesmas reaccións. Pero que, como atavismo do pasado remoto, seguen conservando nos seus centros activos, ou núcleos lóxicos, o mesmo metal, e no mesmo estado de oxidación (ferroso) que entón.

Hoxe fai falta un xene para fabricar un catalizador (unha encima). Entón só facía falta comerse o ferro do océano circundante. Si, poida que a vida fose máis fácil no pasado. Pero tamén era menos interesante.

Máis aínda, os nosos procesos metabólicos centrais, os que operan nas nosas neuronas para alimentalas de enerxía e materiais de construción, seguen revelando certa capacidade de auto-sostemento que non depende das encimas codificadas polos xenes, senón do mero ferro (ferroso) que as antecedeu nese papel.

Non cambiamos tanto nos últimos 3.000 millóns de anos. Polo menos non tanto como nos últimos 10.

FONTE: Javier Sampedro/Xornal El País/Ciencia