Nuevos conocimientos sobre los posibles orígenes de la vida
Investigadores de la Universidad de Tokio han logrado por primera vez crear una molécula de ARN que se replica, diversifica y desarrolla complejidad, siguiendo la evolución darwiniana. Esto proporcionó la primera evidencia empírica de que las moléculas biológicas simples pueden conducir a la aparición de sistemas complejos y realistas.
La vida tiene muchas preguntas importantes, incluyendo ¿de dónde venimos? Tal vez hayas visto las camisetas con imágenes que van desde monos hasta humanos (hasta oficinistas cansados). Pero, ¿qué pasa con la molécula simple a la célula compleja a través del mono? Durante varias décadas, se ha planteado la hipótesis de que las moléculas de ARN (que son vitales para las funciones celulares) existieron en la Tierra primitiva, posiblemente junto con proteínas y otras moléculas biológicas. Luego, hace unos 4 mil millones de años, comenzaron a autorreplicarse y crecer desde una sola molécula simple hasta varias moléculas complejas. Este cambio paso a paso puede haber llevado en última instancia al surgimiento de la vida tal como la conocemos: una hermosa variedad de animales, plantas y todo lo demás.
Aunque ha habido muchas discusiones sobre esta teoría, ha sido difícil crear físicamente tales sistemas de replicación de ARN. Sin embargo, en un estudio publicado en Nature Communications, el profesor asistente del proyecto Ryo Mizuuchi y el profesor Norikazu Ichihashi de la Escuela de Graduados en Artes y Ciencias de la Universidad de Tokio, y su equipo, explican cómo realizaron un experimento de replicación de ARN a largo plazo. en el que presenciaron la transición de un sistema químico a una complejidad biológica.
El equipo estaba muy entusiasmado con lo que vieron. «Descubrimos que la especie única de ARN se convirtió en un sistema de replicación complejo: una red de replicadores que comprende cinco tipos de ARN con diversas interacciones, lo que respalda la plausibilidad de un escenario de transición evolutiva considerado durante mucho tiempo», dijo Mizuuchi.
En comparación con estudios empíricos anteriores, este nuevo resultado es novedoso porque el equipo utilizó un sistema de replicación de ARN único que puede sufrir una evolución darwiniana, es decir, un proceso autosostenible de cambio continuo basado en mutaciones y selección natural, que permitió que surgieran diferentes características, y aquellos que se adaptaron al medio ambiente para sobrevivir.
«Honestamente, inicialmente dudamos de que ARN tan diversos pudieran evolucionar y coexistir», comentó Mizuuchi. “En biología evolutiva, el ‘principio de exclusión competitiva’ establece que más de una especie no puede coexistir si compiten por los mismos recursos. Esto significa que las moléculas deben establecer una forma de utilizar diferentes recursos uno tras otro para una diversificación sostenida. Son solo moléculas, por lo que nos preguntamos si era posible que las especies químicas no vivas desarrollaran espontáneamente tal innovación.
¿Qué sigue? Según Mizuuchi, “La simplicidad de nuestro sistema de replicación molecular, en comparación con los organismos biológicos, nos permite examinar los fenómenos evolutivos con una resolución sin precedentes. La evolución de la complejidad observada en nuestro experimento es solo el comienzo. Se espera que ocurran muchos otros eventos hacia el surgimiento de sistemas vivos.
Por supuesto, todavía hay muchas preguntas por responder, pero esta investigación ha proporcionado información empírica adicional sobre un posible camino evolutivo que podría haber tomado un antiguo replicador de ARN en la Tierra primitiva. Como dijo Mizuuchi, «Los resultados podrían ser una pista para resolver la última pregunta que los seres humanos se han estado haciendo durante miles de años: ¿cuáles son los orígenes de la vida?»
