Antes de que existieran animales, plantas, hongos o seres humanos, tuvo que aparecer una célula capaz de hacerlo posible. No una bacteria simple, con el ADN flotando en su interior, sino una célula con núcleo, compartimentos internos, maquinaria energética y una arquitectura mucho más sofisticada. Esa célula fue el punto de partida de todos los eucariotas, el gran linaje al que pertenecen también las células de nuestro cuerpo.

Durante décadas, el origen de esa complejidad se ha explicado a partir de una alianza decisiva. Por un lado, una arquea, un microorganismo distinto de las bacterias pero también sin núcleo; por otro, una bacteria que acabó viviendo en su interior. Con el tiempo, esa bacteria se transformó en la mitocondria, la estructura que todavía hoy ayuda a nuestras células a obtener energía.

Ahora, un estudio liderado por el Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación y el IRB Barcelona, publicado en Nature, sugiere que aquella historia fue más larga y enrevesada de lo que se contaba. La mitocondria sigue siendo una pieza clave, pero no habría sido la única. Otros microorganismos también habrían dejado huellas en los genes heredados por los primeros eucariotas.

El trabajo, dirigido por el investigador ICREA Toni Gabaldón, reconstruye el origen genético del último ancestro común de todos los eucariotas, conocido como LECA por sus siglas en inglés. Ese organismo ancestral existió hace miles de millones de años y no se conserva en ningún fósil visible. Para rastrearlo, la clave no estaba en excavar rocas, sino en leer genomas.

Fósiles dentro del ADN

El equipo ha abordado el problema como una forma de arqueología molecular. En lugar de huesos o huellas impresas en piedra, ha buscado parentescos entre proteínas actuales. Para ello, comparó datos genómicos de eucariotas, bacterias, arqueas y virus, reconstruyendo familias de genes y preguntándose de dónde venía cada una.

La tarea exigía una potencia de cálculo enorme. Según la documentación del estudio, el proyecto ha necesitado más de cinco años de trabajo computacional y recursos del supercomputador MareNostrum. No se trataba de comparar dos genomas, sino de rastrear señales evolutivas antiquísimas en una diversidad gigantesca de organismos.

El resultado refuerza una idea importante: LECA no era una célula rudimentaria. El ancestro común de los eucariotas ya tenía un metabolismo complejo, sistemas de transporte interno y maquinaria para procesar información genética. No era todavía un animal, una planta ni un hongo, pero ya contenía buena parte del repertorio básico que permitiría su aparición.

La novedad está en que los autores no encuentran solo las huellas esperadas de la alianza que dio origen a la mitocondria. Al reconstruir el pasado de los genes de aquella célula ancestral, detectan también rastros de otros grupos bacterianos. Eso sugiere que la complejidad celular no surgió de golpe ni de una sola unión, sino mediante una acumulación de aportaciones.

Dos grupos aparecen con especial claridad. Uno es Planctomycetota, un tipo de bacterias con rasgos internos poco habituales para organismos tan simples. El otro es Myxococcota, asociado en el estudio a funciones metabólicas relevantes, incluidas algunas relacionadas con lípidos y membranas. Dicho de forma sencilla: antes de que la mitocondria completara la historia, otros microbios ya habrían aportado piezas importantes.

El hallazgo no resta importancia a la mitocondria. Al contrario, sigue siendo decisiva. Durante la presentación del trabajo, a la que asistió EL MUNDO, Gabaldón explicó que su llegada pudo permitir a los primeros eucariotas ganar más energía, salir de ciertos ambientes y ocupar nuevos espacios. Lo que cambia es su lugar en el relato: ya no aparece como el inicio absoluto, sino como una incorporación clave dentro de un proceso previo.

Esa idea conecta, en parte, con la intuición original de Lynn Margulis. La bióloga defendía que la complejidad celular podía surgir a partir de asociaciones sucesivas entre microorganismos. No todas sus propuestas se han confirmado, pero la visión de una evolución construida mediante alianzas microbianas queda reforzada.

El estudio sitúa ese proceso en ambientes muy ricos en vida microscópica, como los tapetes microbianos. Son comunidades formadas por capas de microorganismos que viven juntos, cada una con condiciones químicas distintas. En un entorno así, los genes podían pasar de unos organismos a otros con más facilidad.

Según la reconstrucción del equipo, el punto de partida habría sido un linaje antiguo de arqueas, emparentado con las actuales arqueas Asgard. A partir de ahí, el proceso habría incorporado genes de bacterias como Planctomycetota y, más tarde, de Myxococcota y de la futura mitocondria.

El papel inesperado de los virus gigantes

Uno de los hallazgos más llamativos es la posible participación de virus gigantes. En concreto, de un grupo llamado Nucleocytoviricota, conocido por tener genomas mucho más grandes que los de la mayoría de virus y por infectar a eucariotas unicelulares. Según el estudio, pudieron mover genes de unos microorganismos a otros durante aquel proceso primitivo.

La idea cambia la imagen habitual de los virus como simples agentes destructivos. En este contexto, habrían funcionado también como mensajeros genéticos. Al infectar a distintos organismos de un mismo ecosistema, pudieron recoger fragmentos de ADN, transportarlos y facilitar que acabaran incorporándose al linaje que dio origen a las células eucariotas.

Varios expertos consultados por el Science Media Centre España coinciden en que el trabajo es sólido y relevante. Arnau Sebé Pedrós, investigador ICREA en el Centro de Regulación Genómica, destaca que el estudio refuerza una visión más gradual del origen de los eucariotas, con distintas interacciones microbianas aportando genes a los primeros linajes complejos.

Juli Peretó, catedrático de la Universidad de Valencia, lo resume como un proceso "genéticamente mestizo", no como una simple unión entre una arquea y una bacteria. Aun así, otros expertos piden prudencia. Iñaki Ruiz-Trillo, investigador del Instituto de Biología Evolutiva, advierte de que estas señales no permiten reconstruir con total seguridad qué organismos concretos se relacionaron entre sí hace miles de millones de años.

La razón es que, en el mundo microbiano, los genes pueden moverse con mucha facilidad. Una bacteria puede llevar genes que antes estuvieron en otra, perder otros por el camino o compartir parte de su repertorio con distintos linajes. Por eso, la historia de un gen no siempre coincide exactamente con la historia de la célula que lo contiene.

Aunque esto no le resta importancia al hallazgo. Ya que el estudio ofrece una reconstrucción cada vez más afinada de un proceso casi imposible de observar directamente. Lo que gana fuerza es la idea de que nuestras células proceden de una historia compartida: una larga cadena de contactos, intercambios, pérdidas e incorporaciones. Mucho antes de que existiera un cuerpo humano, una comunidad de microbios ya estaba ensayando formas de vivir juntos.