Reconstruir la historia de la vida en nuestro planeta es una tarea apasionante y extremadamente difícil. Los autores de este artículo han aprovechado un nuevo tipo de biomarcador fósil para reconstruir el origen de los organismos eucariotas. Se trata de parientes del colesterol y otros esteroles que han permanecido en rocas, sedimentos y bolsas de petróleo durante miles de millones de años. 

Los eucariotas somos nosotros, las plantas terrestres, los hongos y una gran diversidad de seres unicelulares. Todos compartimos la propiedad de tener ciertos esteroles, como el colesterol, en las membranas de nuestras células. El resto de seres vivos (bacterias y arqueas) son procariotas y tienen un tipo distinto de esteroles llamados hopanopolioles. Buscando unos y otros en las formaciones del pasado podemos reconstruir cuándo aparecieron y cómo fueron cambiando unos y otros. 

Como no tenemos una máquina en el tiempo, tenemos que averiguar lo que pasó a partir de las trazas que los sucesivos seres vivos han ido dejando. Estas trazas son de dos tipos. El primero es el registro fósil. En ciertas condiciones, los cadáveres de los organismos quedan sepultados y preservados en los sedimentos. Cuanto más antiguo sea el sedimento, menos fósiles quedarán bien conservados. Es decir, cuanto más atrás en el tiempo queramos llegar, menos información podremos recabar. Los fósiles más antiguos de eucariotas se habían encontrado en formaciones de hace unos 1.650 millones de años (Ma). Pero a su escasez y baja diversidad había que añadir la dificultad de que no se encontraban esteranos, los residuos fósiles de los esteroles eucariotas. 

El segundo tipo de traza es molecular. La historia de nuestros antepasados está registrada en nuestro ADN. Las mutaciones que se han ido acumulando con el tiempo nos muestran quiénes fueron nuestros antepasados, ya que muchas de nuestras mutaciones tenían ya que estar en ellos. Comparando las secuencias de ADN de dos seres vivos podemos estimar cuánto tiempo hace que vivió nuestro antepasado común. Por ejemplo, el antepasado común más reciente entre los chimpancés y nosotros vivió hace entre seis y ocho millones de años. De nuevo, cuanto más atrás queramos llegar en nuestro linaje, más incierta se hace la estimación. En el caso de la aparición de los eucariotas, los cálculos daban una fecha de entre 1.200 y 1.850 Ma. Si el antecesor de los eucariotas modernos vivió en esa época, sería lógico pensar que tuvo que haber eucariotas primitivos mucho antes. 

Los autores han puesto a punto un método para detectar esteroles fósiles. En lugar de buscar los modernos, han reconstruido cómo serían las moléculas precursoras –los protoesteroles– y han conseguido encontrarlas en formaciones de hasta 1.600 Ma. Así se demuestra que esos escasos fósiles de formas primitivas eran efectivamente eucariotas, reconciliando los dos tipos de evidencia que mencionábamos. 

Estos esteroles precursores son en realidad los intermediarios en las rutas de síntesis de los modernos. A lo largo de la evolución, los eucariotas cada vez más modernos fueron añadiendo pasos en esa ruta hasta conseguir los esteroles sumamente eficientes que tenemos los eucariotas actuales. Este hecho, que los sucesivos intermediarios habrían sido los únicos esteroles de los eucariotas primitivos, fue predicho ya por Konrad Bloch [Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1964], el descubridor de la ruta de síntesis del colesterol, en 1994. Así pues, este trabajo no solamente reconcilia dos líneas de evidencia distintas, sino que también confirma una teoría. 

Las principales dificultades de este tipo de trabajo son también dos. Por un lado, hay que hacer esfuerzos extraordinarios para evitar la contaminación de las muestras con esteroles modernos. En la sección de métodos los autores aportan los detalles de su protocolo que parece muy cuidadoso. Y el segundo tipo de dificultad es saber qué compuestos buscar. La novedad del estudio es que supieron buscar los esteroles adecuados, aquellos que era más probable que hubieran existido hace millones de años. En resumen, un estudio precioso que resuelve un enigma y nos ayuda a entender el pasado de la vida en nuestro planeta. 

Los esteroles son un tipo de moléculas presentes en las membranas de diversos seres vivos, sobre todo en los eucariotas. Este tipo de moléculas son bastante estables, así que pueden ser encontradas en los sedimentos del registro fósil y por eso son conocidas como ‘biomarcadores’ o ‘fósiles moleculares’. Evidentemente, las moléculas van a verse afectadas por la diagénesis (los procesos que forman las rocas sedimentarias). Por ejemplo, debido a la diagénesis, el colesterol se modifica a colestano. Si hay colestano en un sedimento eso indica que había eucariotas modernos cuando se formó. Sabiendo eso, se puede realizar una correlación entre el tipo de biomarcador encontrado en una muestra geológica y el tipo de seres vivos que podría existir en esa determinada época. Pero hay un par de problemas. El primero es que cuanto más tiempo pasa, más se degradan y alteran los biomarcadores, por lo que la correlación cada vez es menos precisa. El otro es que, aunque conozcamos la molécula original, si no sabemos cómo se modifica, no podemos identificar el biomarcador que se produce. 

Conocer cómo se producen esas alteraciones moleculares y esas moléculas puede permitir identificar nuevos biomarcadores. Eso es precisamente lo que han hecho en este estudio. Los investigadores han encontrado un nuevo tipo de marcador biológico eucariota, los protoesteroides, que hasta ahora no era considerado como tal. Estos protoesteorides provienen de moléculas como el lanosterol y el cicloartenol, que son unas moléculas intermediarias de la ruta de los esteroles en los eucariotas actuales.  

Creo que es un estudio de buena calidad y riguroso. Han recogido muestras de diferentes periodos geológicos y las han analizado con la tecnología disponible más adecuada para determinar su composición. Además, han sido muy cuidadosos en evitar la contaminación durante la manipulación de las muestras. Los resultados muestran que los protoesteroides están presentes en las muestras de rocas de edades comprendidas entre los 1.640 y los 800 millones de años. Hasta ahora no se habían encontrado esteroles eucariotas en muestras de esas edades. Eso indicaría que los eucariotas más abundantes en esas épocas eran distintos a los actuales en lo que respecta a la síntesis de los esteroles y que sustancias como el lanosterol y el cicloartenol no eran intermediarios, sino productos finales con una función biológica.  

Los eucariotas modernos capaces de producir moléculas como el colesterol o similares, aparecieron hace unos 1.000 millones de años, durante el llamado periodo Tónico. Se convirtieron en los eucariotas dominantes gracias sobre todo a la proliferación de las algas rojas (rodofitas) hace 800 millones de años, coincidiendo con el incremento de la concentración de oxígeno en la atmósfera. A partir de ese momento es cuando empiezan a detectarse ‘fósiles moleculares’ como el colestano y similares. 

Al ser un trabajo pionero, tanto su metodología como sus resultados deberán ser replicados y confirmados por otros grupos. Pero los resultados obtenidos encajan bastante bien con los resultados de otros trabajos que están siendo publicados recientemente sobre el origen y evolución de la célula eucariota.