Una investigación revela dos orígenes de la vida en la Tierra y desafía la teoría de un solo ancestro
Un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances apunta a la existencia de dos orígenes independientes de la vida en la Tierra, rastreando reacciones químicas primitivas en organismos unicelulares. La investigación, publicada el 5 de agosto de 2026, cuestiona la idea tradicional de que toda la vida desciende de una única célula ancestral libre.
En cambio, los resultados sugieren que los dos linajes microbianos principales, las bacterias y las arqueas, pueden haber evolucionado por separado de un ancestro primordial que aún no se consideraba “vivo” en su totalidad.
Entre los biólogos, la cuestión de cómo se originó la vida es uno de los temas más debatidos. La formación de organismos autosostenibles, capaces de procesar moléculas para generar energía en la Tierra primitiva, sigue siendo un gran misterio.
Incluso antes de que aparecieran las primeras células, los científicos plantearon la hipótesis de que se producían reacciones químicas complejas en entornos extremos, como los respiraderos hidrotermales en aguas profundas. En estos lugares, el calor y la alta presión impulsarían reacciones químicas espontáneas, aceleradas por la presencia de metales en la corteza terrestre.
Los seres vivos dependen de una compleja red central de alrededor de 400 reacciones metabólicas, que son catalizadas por proteínas conocidas como enzimas. Este “metabolismo central” se encarga de generar energía y producir componentes celulares esenciales como ácidos nucleicos, aminoácidos y vitaminas.
Ahora, un equipo de investigadores ha logrado reconstruir las etapas de cómo se desarrolló esta crucial red metabólica. Uno de los descubrimientos más sorprendentes de la investigación es que la vida en el planeta puede haber aparecido no sólo una vez, sino dos veces.
William Martin, biólogo evolutivo de la Universidad de Düsseldorf, Alemania, y uno de los autores principales del estudio, comentó que este hallazgo “abre un enorme abanico de preguntas” sobre qué es la vida, qué es posible y qué se puede encontrar en otros lugares.
Todos los organismos que existen hoy en día son descendientes del Último Ancestro Común Universal (LUCA), que probablemente vivió en los océanos primordiales. El nuevo estudio indica que este misterioso ancestro todavía dependía del medio ambiente para su metabolismo. Los científicos descubrieron que, en lugar de utilizar enzimas para sus reacciones de producción de energía, LUCA se basó en pequeñas moléculas orgánicas y metales presentes en el medio ambiente para aproximadamente la mitad de sus reacciones metabólicas esenciales. Con el tiempo, algunos de estos metales fueron sustituidos progresivamente por enzimas más específicas y eficientes, a medida que las proteínas evolucionaron para asumir estas funciones.
Martin agrega que lo más interesante de esta investigación es la exploración de una fase de la evolución en la que comenzaron a surgir nuevas actividades enzimáticas que reemplazaron las reacciones geoquímicas y dieron como resultado la unión del metabolismo en los ancestros de las arqueas y las bacterias.
Las arqueas y las bacterias son dos de los tres dominios de la vida, y estos microorganismos aparecieron temprano en la historia de la Tierra. El tercer dominio, los eucariotas -que incluyen animales, plantas y todos los organismos con células que tienen un núcleo- evolucionó más tarde, a partir de una combinación de los dos primeros grupos.
Durante muchos años, los científicos han considerado tres posibles escenarios para el origen de la vida: que las bacterias evolucionaran a partir de arqueas, que las arqueas evolucionaran a partir de bacterias o que ambas surgieran independientemente de LUCA. El nuevo estudio señala que la última posibilidad es la más probable, según sus hallazgos.
Archaea y bacterias: diferencias y hábitats extremos
Si bien las bacterias se pueden encontrar en una amplia variedad de ambientes, las arqueas se destacan por prosperar en condiciones extremas como altas temperaturas y acidez.
Para comprender cómo surgieron las bacterias y las arqueas, los científicos comparan cuándo sus ancestros desarrollaron determinadas características y cuáles de ellas pueden haber sido heredadas de LUCA. Investigaciones anteriores sobre los ribosomas, las estructuras celulares que producen proteínas, mostraron que LUCA tenía ribosomas primitivos con 33 proteínas. A partir de LUCA, el linaje bacteriano desarrolló 21 proteínas ribosómicas únicas, y el linaje arqueal, 29, lo que indica una mejora independiente de sus funciones.
En su investigación más reciente, centrada en la reconstrucción del metabolismo, el equipo de Martin adoptó un enfoque similar. Esta vez, analizaron los genes de las enzimas metabólicas en bacterias y arqueas modernas para reconstruir su trayectoria evolutiva. Natalia Mrnjavac, estudiante de posgrado en el laboratorio de Martin y autora principal, señala que, al igual que con los ribosomas, se observó un patrón similar al analizar genes metabólicos.
Inicialmente, los investigadores se dedicaron a identificar qué enzimas utilizaba LUCA y cuáles de sus reacciones metabólicas dependían de metales provenientes de fuentes hidrotermales. El equipo concluyó que cada reacción en este metabolismo primitivo utilizaba elementos disponibles en el medio ambiente o generados por otras reacciones en el sistema. Con el tiempo, estas reacciones podrían complementar las anteriores, lo que daría como resultado nuevas posibilidades bioquímicas y una red metabólica cada vez más compleja. El desafío crucial fue determinar la secuencia de reacciones, identificando cuáles debían ocurrir primero y cuáles dependían de las posteriores.
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Mike Steel, matemático de la Universidad de Canterbury, Nueva Zelanda, y coautor del estudio, explica que, a pesar de cientos de reacciones, existe un algoritmo eficiente para determinar esta secuencia.
Luego, el equipo descubrió que las bacterias y arqueas compartían algunas enzimas con LUCA, pero cada linaje también tenía otras que no estaban presentes en el ancestro común. En esencia, las bacterias y las arqueas desarrollaron de forma independiente diferentes enzimas para reemplazar las mismas reacciones catalizadas por los metales. “Esto demuestra que la reacción es más antigua que las enzimas que la catalizan”, afirmó Joseph Moran, químico de la Universidad de Ottawa y coautor de la investigación.
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Para Martin, estas diferentes soluciones a los mismos problemas metabólicos sirven como evidencia de que las bacterias no podrían haberse originado a partir de arqueas, o viceversa. Considera que la interpretación más sencilla es que hubo “dos transiciones independientes” de LUCA a células de vida libre.
No todos los investigadores están completamente de acuerdo con esta descripción de LUCA. Algunos han propuesto que LUCA era una célula más compleja, posiblemente con membranas simples, compuesta por una mezcla de grasas o lípidos de arqueas y bacterias. Juan Fontecilla-Camps, cristalógrafo de proteínas e investigador del origen de la vida en el Instituto de Biología Estructural de Francia, que no participó en el nuevo estudio, explica que este ancestro híbrido se habría dividido en los linajes arcaico y bacteriano en un único origen de vida celular libre.
Sin embargo, Martin sostiene que esta complejidad es poco probable: las bacterias y las arqueas utilizan diferentes métodos para producir los lípidos en sus membranas celulares, lo que sugiere que no heredaron estos mecanismos de LUCA. Sonja-Verena Albers, que investiga biología de arqueas en la Universidad de Friburgo en Alemania y que tampoco participó en este trabajo, añade que “son realmente totalmente diferentes”, y requieren un conjunto completamente diferente de genes o enzimas para producir los lípidos.
Partiendo también de su metabolismo, Martin sostiene que LUCA era un ancestro más simple, algo que aún no estaba completamente vivo. Reconoce que “no hay duda de que las células de vida libre están vivas”, pudiendo crecer, dividirse y sobrevivir por sí solas. Sin embargo, LUCA todavía dependía de pequeñas moléculas orgánicas y metales de la corteza terrestre para llevar a cabo su metabolismo, lo que, para Martin, no es suficiente para ser catalogado como verdaderamente vivo.
Martin ha apoyado durante mucho tiempo la idea de que los metales fueron los catalizadores originales de las reacciones metabólicas y que, con el tiempo, fueron reemplazados por enzimas. Donato Giovannelli, microbiólogo de la Universidad Federico II de Nápoles en Italia que estudia el origen de la vida, dice que “hay un fuerte apoyo a la idea de que la geoquímica habría conducido a la bioquímica de la vida”.
Por ejemplo, muchas enzimas tienen metales en sus sitios catalíticos, los lugares donde ocurren las reacciones químicas. En los últimos años, Martin, Moran, la bioquímica Martina Preiner y sus colegas han demostrado experimentalmente que muchas de las reacciones utilizadas en el metabolismo central actual pueden, de hecho, ocurrir cuando las enzimas son reemplazadas por metales, lo que sugiere que podrían haber sido catalizadas por metales incluso antes de la evolución de estas enzimas.
Una de las reacciones metabólicas más vitales crea la molécula transportadora de energía de las células, que funciona como una pequeña batería que las alimenta. Actualmente, esta molécula es principalmente ATP, pero los primeros océanos no tenían ATP para que LUCA lo utilizara. El equipo de Martin descubrió cómo, en el metabolismo primordial de este ancestro, esta reacción fundamental podría haber sido catalizada por metales: descubrieron que el fosfito, una forma de fósforo, podía reaccionar con moléculas orgánicas con la ayuda del paladio, un metal del grupo del platino. Esta reacción permitió a LUCA almacenar energía en forma de ADP, un precursor del ATP.
La capacidad de almacenar energía de forma transitoria fue revolucionaria, ya que podía impulsar muchas otras reacciones metabólicas que requieren un suministro de energía. Esto incluye la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos o la actividad de los ribosomas durante la traducción de ARN en proteínas. Esta reacción allanó el camino para la transición de reacciones geoquímicas a reacciones metabólicas y explica cómo el fósforo se convirtió en un elemento central de nuestra propia bioquímica.
Giovannelli, que no participó en el estudio, considera que éste es uno de los principales hallazgos del artículo.
Juan Fontecilla-Camps cree que reconstruir las primeras redes metabólicas, como hizo el equipo en el nuevo artículo, “es algo válido”. Sin embargo, reflexiona que “la cuestión es si realmente fue así o no. Y eso es muy difícil de saber”.
Giovannelli concluye que el equipo produjo “un artículo sólido que presenta una línea de pensamiento diferente y reúne elementos que no se han conectado antes”. Sugiere, sin embargo, considerar la conclusión como un posible escenario para el origen de la vida, y no como una respuesta definitiva: “Podemos reconstruir cuán plausibles podrían ser las cosas, pero será casi imposible saber exactamente cómo sucedió todo”.
