Sociedad

Así comenzó la vida en la Tierra

Un nuevo estudio ha empleado inteligencia artificial para reconstruir la vida del pasado remoto y esto es lo que han descubierto

Representación artística del proceso por el que los microbios captan la luz solar para obtener energía con las proteínas rodopsinas.
Representación artística del proceso por el que los microbios captan la luz solar para obtener energía con las proteínas rodopsinas. FOTO: anónimo Creative Commons

La Tierra que conocemos es, tan solo, una de las muchas que han existido. Y no nos referimos a los planetas que vagan por el cosmos, sino a lo que este mismo terruño ha sido y será. Cuando se formó, hace 4500 millones de años, los planetesimales amalgamados eran poco más que un enjambre de brasas incandescentes, una marejada de lava brillando en la oscuridad del espacio. Salvando las distancias entre la realidad y lo que podamos transmitir en un par de frases, aquel infierno se moderó con el tiempo, pero la Tierra a la que dio lugar seguía muy lejos de ser como lo que nosotros conocemos. Incluso cuando surgió la vida, el escenario era completamente diferente y el motivo, aunque invisible de forma directa, tenía una influencia más que palpable en el planeta: no había oxígeno en la atmósfera.

El oxígeno es un elemento que tiende a unirse al silicio, ambos muy frecuentes, para formar silicatos en forma de rocas y arena. La vida nació hace unos 4000 millones de años en ese entorno y se las apañó sin oxígeno durante mucho tiempo, pero en un momento dado, algo cambió. Una serie de microorganismos llamados cianobacterias habían desarrollado una estrategia de supervivencia soberbia llamada “fotosíntesis oxigénica”. Esto es: obtenían energía del sol para producir nutrientes y, en el proceso, liberaban oxígeno a la atmósfera. Aquel gas tan básico para nuestra supervivencia se convirtió en un asesino invisible, un elemento tremendamente reactivo, tóxico para muchas formas de vida de la época que fenecieron marcando un hito de la vida en la Tierra al que llamamos “la Gran oxidación”. Aquello tuvo lugar hace unos 2000 millones de años, y esas grandes cantidades de oxígeno no solo proporcionaron una interesante fuente de energía para los organismos más resistentes, sino que permitieron la formación de moléculas de ozono (constituidas por tres oxígenos), que formarían un escudo protector en torno a nuestro planeta, bloqueando las radiaciones perjudiciales para la vida, como la ultravioleta. El planeta no dejó de cambiar, pero aquello fue uno de los puntos de inflexión más clásicos y uno de los más relevantes para comprender la vida tal y como es ahora.

Oxígeno y cegueras nocturas

Antes de que la atmósfera de nuestro planeta se oxigenara y que se formara la capa de ozono, la radiación de nuestro Sol era mucho más peligrosa. Las formas de vida, posiblemente, se escondían allí donde la luz no llegaba o, al menos llegaba atenuada y eso condicionaría el mundo actual más de lo que creemos. Pero para comprenderlo tenemos que hablar de una investigación bastante reciente que ha empleado herramientas de inteligencia artificial para reconstruir nuestro pasado más remoto, concretamente, la estructura de una molécula capaz de reaccionar a la luz antes de que la fotosíntesis surgiera.

La molécula en concreto es la rodopsina, la cual puede no sonarnos demasiado, pero está mucho más cerca de lo que pensamos. Su capacidad para reaccionar a la luz es fundamental para nuestra capacidad de ver. De hecho, a su naturaleza se debe que, cuando nos despertamos en medio de la noche, encender una lámpara de mesilla se sienta como el abrasador fogonazo de un sol recién nacido. La luz descompone la rodopsina en otras dos moléculas llamadas opsina y retinal, y gracias a este proceso se estimula nuestro sistema visual. Pero, por la noche, cuando la luz escasea, la rodopsina se acumula y gracias a ello, en cuestión de 20 minutos alcanzamos una agudeza visual máxima en condiciones de oscuridad. Es entonces cuando la luz de una lámpara o de un teléfono sobre estimula nuestros ojos cargados de rodopsina, degradándola de golpe y cegándonos hasta que volvamos a acumular cierta cantidad de ella.

La molécula primigenia

Pues bien, sabemos que esta molécula está presente en numerosos organismos y que, en muchos, cumple funciones análogas a las de la clorofila en los organismos fotosintéticos, como las plantas y las cianobacterias. El caso es que no es idéntica en todas las especies que la presentan, la evolución ha ido haciendo de las suyas y causando ligeras diferencias en su estructura y, por lo tanto, en sus habilidades. ¿Cómo era, entonces, la rodopsina original? Aquella que pudo haber triunfado antes de que la fotosíntesis cambiara la Tierra para siempre. Eso es lo que se ha preguntado el equipo de investigadores y han “alimentado” a una inteligencia artificial con información sobre la estructura de tantas distintas moléculas de rodopsina como han podido. La idea era que las relaciones evolutivas entre los dueños de esas rodopsinas permitiesen volver sobre nuestros pasos y reconstruir cómo sería la rodopsina de sus antecesores comunes y de los ancestros comunes de esos ancestros comunes y, bueno… esa sería la idea.

El resultado ha sido una molécula relativamente parecida, pero que en lugar de captar las longitudes de onda que conocemos como luz azul, verde, amarilla y naranja, tan solo captaban la azul y la verde. Recordemos que los colores de los objetos se deben a que captan todas las longitudes de onda menos la del color que reflejan, por lo que, si capta el azul, el verde, el amarillo y el naranja, es de esperar que la rodopsina “moderna” dé un color rosa o morado, mientras que la tradicional sería más rojiza. El motivo de este cambio, según los investigadores, sería que, sin una capa de ozono protectora, las formas de vida se veían obligadas a vivir a mayor profundidad en los océanos, para que el agua apantallara la radiación ultravioleta y, como a esas honduras llega solo la luz azul y la verde, no tenía sentido especializarse en otras longitudes de onda.

Si este estudio está en lo cierto, eso significa que el color de nuestras plantas pudo tener que ver con la presencia de esta molécula reactiva a la luz. Si antes de la gran oxigenación existían organismos capaces de aprovechar la luz azul y verde en su beneficio, dejaba un nicho para organismos capaces de aprovechar el resto de las longitudes de onda, reflejando solo la verde, como hace precisamente la clorofila de las plantas. Es un planteamiento sumamente especulativo, pero que sugieren los propios investigadores. Sea como fuere, esta investigación amplía nuestro conocimiento sobre el pasado de un modo novedoso que solo las nuevas tecnologías nos permiten comprender.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • Todavía sabemos muy poco sobre las primeras formas de vida en la Tierra y cómo pudieron originarse. De hecho, con tan poca información, sacar conclusiones a partir de lo que nos diga una inteligencia artificial puede parecer aventurado, a fin de cuentas, no podemos comparar esos resultados con la realidad para saber cuánto se estará ajustando nuestro modelo, y aunque hay maneras de suavizar esta incertidumbre, hemos de convivir con la duda. Esto no significa que debamos evitar estos experimentos, ni mucho menos, sino que hemos de tomar sus resultados con cautela mientras afinamos nuestras herramientas. Cuantos más datos reunamos más exactos serán los modelos de inteligencia artificial.

REFERENCIAS (MLA):

  • Sephus, Cathryn D. et al. Earliest Photic Zone Niches Probed By Ancestral Microbial Rhodopsins. 2022.