✨︎ Resumen (TL;DR):
- William F. Martin dirigió un equipo internacional y Natalia Mrnjavac fue la primera autora de la reconstrucción de las 420 reacciones del metabolismo central.
- El equipo publicó el estudio el 5 de agosto de 2026 en Science Advances y halló enzimas distintas en bacterias y arqueas para las mismas reacciones.
- Los autores proponen dos transiciones independientes hacia la vida libre; investigadores externos lo consideran un escenario plausible, no una respuesta definitiva.
Un equipo internacional dirigido desde la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf propone que bacterias y arqueas se convirtieron en células de vida libre por separado. El equipo publicó el estudio el 5 de agosto de 2026 en Science Advances, después de reconstruir las 420 reacciones del metabolismo central. Encontró que las enzimas que las catalizan no se conservan entre ambos linajes. Para los autores, ese patrón apunta a un origen del código genético y dos orígenes de la vida; investigadores ajenos al trabajo lo consideran plausible, pero no definitivo.
La pista está en las enzimas, no en las reacciones
Bacterias y arqueas forman los dos linajes celulares más antiguos que existen. Las reacciones del metabolismo son tan universales como el código genético.
Convertir hidrógeno, CO2, amoníaco, sulfuro y fosfato en aminoácidos, bases de ARN y vitaminas ocurre de la misma manera en una bacteria intestinal y en una arquea de un géiser. Las enzimas que catalizan esas reacciones sí cambian entre los dos grupos.
“La sorpresa es que las enzimas que catalizan esas reacciones no se conservan a lo largo de la división evolutiva que separa a bacterias y arqueas”, dijo William F. Martin, autor sénior del estudio.
Joseph Moran, químico de la Universidad de Ottawa y coautor del trabajo, resume la implicación: para él, la reacción es más vieja que las enzimas que la catalizan. Si una reacción existía antes que la enzima, algún catalizador tuvo que intervenir primero. El estudio señala a los metales presentes en el ambiente hidrotermal.
Cuatro etapas del metal a la enzima
La hipótesis de que la vida comenzó en fuentes hidrotermales del fondo marino lleva décadas sobre la mesa. El aporte de este estudio consiste en ordenar la evolución de la catálisis en cuatro etapas:
- 1. Catalizadores minerales: los metales presentes en el ambiente hidrotermal aceleraban las reacciones sin ninguna enzima.
- 2. LUCA híbrido: ya fabricaba enzimas para cerca de la mitad de las 420 reacciones, pero los metales del entorno catalizaban la otra mitad.
- 3. Ancestro bacteriano: el linaje de las bacterias fue sustituyendo los catalizadores minerales por proteínas propias.
- 4. Ancestro arqueano: las arqueas hicieron una sustitución paralela con enzimas estructuralmente distintas.
Harun Tüysüz, químico inorgánico del Max-Planck-Institut für Kohlenforschung y del IMDEA Materials de Madrid, aportó la parte experimental. Sus experimentos muestran que los metales que aparecen de forma natural en las fuentes hidrotermales pueden reemplazar a una cantidad sorprendente de enzimas del metabolismo.
Para ordenar cientos de reacciones interconectadas de la más simple a la más compleja, Mike Steel, de la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda, y Daniel Huson, de Tubinga, diseñaron un método específico. Steel explicó que primero debían demostrar que existía un orden único; después de probarlo, el algoritmo resultó rápido.
Fosfito y paladio antes del ATP
El ATP transporta energía dentro de prácticamente todas las células vivas. Pero es una molécula compleja, la fabrican enzimas y no circulaba libremente por el océano primitivo. Sin ATP y sin enzimas, el metabolismo temprano necesitaba otra forma de almacenar energía.
El equipo hizo reaccionar fosfito, una forma de fósforo presente en los ambientes hidrotermales, con compuestos orgánicos en presencia de paladio. En agua, obtuvo reacciones de fosforilación de un día para otro. El resultado permitía almacenar energía en forma de ADP, la antesala del ATP.
“El fosfito y el paladio sustituyen al ATP y a las enzimas; es asombroso, y hace que la evolución temprana sea mucho más fácil de entender”, explicó Manon Schlikker, del equipo de Düsseldorf.
El método tampoco empezó con el metabolismo: ya se había usado para estudiar los ribosomas. LUCA tenía ribosomas primitivos formados por 33 proteínas; a partir de ahí, el linaje bacteriano desarrolló 21 proteínas ribosomales propias y el arqueano, 29. Cada rama siguió afinando la misma maquinaria por su cuenta.
Al revisar los genes del metabolismo, Natalia Mrnjavac encontró un patrón parecido. La investigadora describió así la escena de hace unos 4,000 millones de años: “Veríamos surgir dos clases de células muy distintas, bacterias pioneras y arqueas pioneras, haciendo sus primeros intentos de vida fuera de los confines de una fuente hidrotermal”, describió Natalia Mrnjavac.
El dato bioquímico y el salto interpretativo
LUCA es el último ancestro común universal del que descienden todas las células actuales. En el escenario del estudio, no era una célula plenamente autónoma: fabricaba enzimas para cerca de la mitad de las 420 reacciones y dependía de los metales de la corteza terrestre para el resto.
El hallazgo bioquímico es concreto: bacterias y arqueas emplean enzimas estructuralmente distintas para las mismas reacciones metabólicas. La afirmación de que hubo dos orígenes de la vida es la interpretación del equipo. Depende de dónde se trace la línea entre la química y lo vivo.
Martin considera que solo las células de vida libre están vivas. Bajo ese criterio, LUCA todavía dependía de los metales del ambiente y no calificaba como una célula viva autónoma. A partir de esa definición, Martin interpreta el estudio como un solo origen del código genético y dos orígenes de la vida.
Juan Fontecilla-Camps, cristalógrafo del Institut de Biologie Structurale de Francia y ajeno al estudio, defiende otra posibilidad. Propone un LUCA más complejo, con membranas de lípidos mezclados de tipo bacteriano y arqueano. Ese LUCA se habría dividido después en dos linajes a partir de un único origen celular.
Para Fontecilla-Camps, reconstruir redes metabólicas antiguas es válido, pero resulta muy difícil saber si los eventos ocurrieron de esa manera. Martin responde a ese punto con los lípidos: las bacterias y las arqueas fabrican los lípidos de sus membranas por rutas completamente distintas, difíciles de heredar de un mismo antepasado.
La microbióloga Sonja-Verena Albers, de la Universidad de Friburgo y también ajena al estudio, coincide en que producir esos lípidos exige un conjunto de genes y enzimas totalmente diferente.
Donato Giovannelli, microbiólogo de la Universidad Federico II de Nápoles, adopta una posición intermedia. Considera sólido el trabajo, cree que conecta piezas que antes no se habían reunido y señala el hallazgo del fosfito como uno de sus aportes centrales. Pero pone un límite claro: “Podemos reconstruir qué tan plausibles son las cosas, pero va a ser casi imposible saber exactamente cómo ocurrieron”, dijo Donato Giovannelli.
El estudio ordena el pasado, no lo resuelve
Todo esto se sitúa miles de millones de años antes de la explosión cámbrica y de la aparición de los eucariotas, el dominio al que pertenecen animales, plantas y hongos. Los eucariotas surgieron más tarde de la fusión de los otros dos linajes.
Natalia Mrnjavac figura como primera autora y William F. Martin como autor sénior del estudio. También participan investigadores de las universidades de Canterbury, Rostock, Constanza, Ottawa, Estrasburgo y Tubinga, de dos institutos Max Planck y del IMDEA Materials de Madrid.
La investigación no demuestra por sí sola que la vida surgió dos veces. Sí ofrece un orden para las 420 reacciones y una ruta experimental para almacenar energía antes del ATP. La pregunta pendiente es precisa: si LUCA todavía dependía de la química del ambiente, ¿la autonomía celular apareció una vez antes de la separación, o surgió por separado en bacterias y arqueas? El equipo defiende la segunda lectura; los datos disponibles todavía no permiten presentarla como una respuesta definitiva.
