L'Observatori Astronòmic UV participa en una investigació que respon al gran enigma de l'evolució: l'aparició de vida complexa

L'investigador de l'Observatori Astronòmic UV Fernando Ballesteros és un dels coautors de l'article que ha publicat la prestigiosa revista PNAS en la qual s'explica com les cèl·lules simples van donar lloc a les complexes. La investigació aporta llum per a entendre què i per què som. Ballesteros apunta, després d'este exhaustiu estudi, que l'aparició de la vida complexa era inevitable

L'aparició dels organismes eucariotes com l'ésser humà va ser un esdeveniment necessari en l'evolució. Un equip internacional de científics coliderat per l'Observatori Astronòmic UV, situat en l'àrea científic-acadèmica del Parc Científic de la Universitat de València, ha descobert que esta aparició va ser conseqüència de la dificultat creixent del genoma per a trobar proteïnes cada vegada més llargues segons la vida s'anava fent més complexa, la qual cosa va forçar un canvi en les regles de joc genètiques. Este descobriment, realitzat després d'estudiar els gens de més de 33.000 espècies al llarg de tot l'arbre de la vida, i publicat ara en la prestigiosa revista PNAS, aporta una nova comprensió sobre el paper de les restriccions en l'origen de la complexitat dels organismes.

Durant bona part de la història de la Terra, la vida va estar representada exclusivament per cèl·lules simples sense nucli procariotes, com ara els bacteris, cèl·lules els genomes de les quals s'autoregulen mitjançant proteïnes. Però “este mecanisme simplement va arribar a un límit, un mur més enllà del qual la complexitat ja no podia créixer”, assenyala Fernando Ballesteros, un dels coautors i investigador de l'Observatori Astronòmic UV. Estudiant les distribucions de longitud de gens i les seues proteïnes associades en diversos milers d'organismes entre bacteris, arqueges, protistos, plantes, fongs i animals, van trobar un procés de creixement multiplicador en els gens que estava abocat a una crisi computacional, ocorreguda fa 2600 milions d'anys, que va provocar l'aparició dels eucariotes.

Estudiant les distribucions de longitud de gens i les seues proteïnes associades en diversos milers d'organismes entre bacteris, arqueges, protistos, plantes, fongs i animals, van trobar un procés de creixement multiplicador en els gens que estava abocat a una crisi computacional, ocorreguda fa 2600 milions d'anys, que va provocar l'aparició dels eucariotes

La sofisticació del mecanisme regulador de les cèl·lules sense nucli es podia millorar incrementant la grandària de les proteïnes, però només fins a un cert punt, més enllà del qual la busca de noves proteïnes es va tornar computacionalment inviable. No obstant això, al mateix temps la longitud mitjana dels gens que codifiquen tals proteïnes va anar creixent de manera exponencial al llarg de tota la història de la vida, traçant l'augment de complexitat dels organismes. Esta tensió evolutiva entre gens que creixien i proteïnes que ja no podien fer-ho, es va resoldre mitjançant una transició de fase algorítmica, un tipus de transició característic dels sistemes de busca de solucions. Després d'ella, el genoma va canviar les seues regles de funcionament, incorporant dins dels gens seqüencies que no codificaven proteïnes anomenades introns. “Esta transició de fase algorítmica va permetre superar les limitacions del sistema regulador procariota, impulsant l'aparició de noves funcions i facilitant la complexitat cel·lular necessària per a la vida pluricel·lular”, conclou Enrique Muro, un altre dels autors i investigador de la Universitat Johannes Gutenberg de Magúncia.

La investigadora Lynn Margulis ja va proposar la teoria endosimbiòtica que establix que dos cèl·lules es van unir en una relació simbiòtica (de benefici mutu) que va permetre el desenrotllament del mitocondri, la central energètica de la vida. La investigació que ara es publica és complementària ja que aporta llum a com, a partir de la simbiosi, es va poder arribar a un nou sistema de regulació genètica que permetera mantindre este nou nivell d'organització cel·lular.

Esta investigació, marcadament transdisciplinar, combina biologia, matemàtiques i física, i obri les portes a una nova comprensió de l'evolució i de la complexitat dels organismes, establint les bases per a noves vies d'estudi d'un període tan transcendental com desconegut de l'evolució.

Font: UV Notícies