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Reconstruyendo la Evolución del ADN Desde Hoy hasta Tres Mil Millones de Años Atrás

Unos 580 millones de años atrás, la vida en la Tierra inició un rápido período de cambio que se conoce como la Explosión Cámbrica, y que se caracteriza por el surgimiento de nuevas formas de vida que acabaron conduciendo a la moderna diversidad animal. Los fósiles ayudan a los paleontólogos a elaborar la cronología de los acontecimientos evolutivos acaecidos desde entonces hasta nuestros días. En cambio, reconstruir la historia evolutiva más atrás de esos 580 millones de años, para tener un conocimiento razonablemente detallado de los 3.000 millones de años que precedieron al Cámbrico, es difícil, porque los cuerpos blandos del Precámbrico raramente dejaron huellas fósiles. Sin embargo, los avances tecnológicos permiten ahora rastrear otra clase de fósiles: sus ADNs.

 

Dado que todos los organismos vivos heredan sus genomas de genomas ancestrales, unos biólogos informáticos del MIT pensaron que podrían utilizar los genomas actuales para reconstruir la evolución de antiguos microbios. Combinaron la información de la biblioteca genómica, siempre creciente, con su propio modelo matemático que tiene en cuenta la forma en la que evolucionan los genes: Nuevas familias de genes pueden nacer y heredarse; los genes también se pueden intercambiar (mediante el fenómeno conocido como transferencia horizontal de genes); los genes pueden ser duplicados en el mismo genoma; y los genes pueden desaparecer.

Los científicos rastrearon miles de genes a partir de 100 genomas modernos, retrocediendo hasta la primera aparición reconocible de esos genes en la Tierra, obteniendo de ese modo lo que puede describirse como fósiles genómicos. Estos revelan no sólo cuándo surgieron los genes sino también qué microbios antiguos los poseían. El trabajo sugiere que el genoma colectivo de toda la vida sufrió una expansión hace entre 3.300 y 2.800 millones de años, cuando se creó el 27 por ciento de todas las familias genéticas actualmente existentes.

Eric Alm y Lawrence David del MIT han llamado a este período la Expansión Arcaica.

Alm y David creen que han detectado el nacimiento del transporte de electrones moderno, el conjunto de procesos bioquímicos responsables de trasladar electrones dentro de las membranas celulares. El transporte de electrones se utiliza para respirar oxígeno, y en el caso de las plantas y algunos microbios, durante la fotosíntesis, para obtener energía directamente del Sol.

La evolución del transporte de electrones durante la época de la Expansión Arcaica habría permitido varias etapas clave en la historia de la vida, incluyendo el surgimiento de la fotosíntesis y el de la respiración, las cuales permitieron que cantidades mucho mayores de energía fuesen captadas y almacenadas en la biosfera.

Via: Amazings