Extinciones masivas y antiguos virus pueden tener pistas sobre los orígenes de la vida

Los virus de Crenarchaeotas aparecen en distintas morfologías, como se muestran en estas siluetas. De acuerdo con un nuevo modelo, debido a que estos virus viven en entornos calientes y ácidos, pueden haber sido inmunes a las extinciones masivas que ha pasado la Tierra a lo largo de su historia, lo cual explicaría por qué no tienen casi nada en común con los organismos modernos. Crédito de la imagen: Jalasvuori y Bamford.

Las extinciones masivas tienen lugar de forma repetida, aunque irregular, a lo largo de la historia de la Tierra, y ocasionalmente estas extinciones han sido devastadoras para la vida de nuestro planeta – ¿o no? Los eventos de extinción a veces han acelerado la evolución de la vida en la Tierra eliminando viejas especies dominantes y haciendo sitio para las nuevas. Un nuevo estudio lleva esta idea un paso más allá, demostrando que la vida puede que nunca hubiese logrado la complejidad necesaria para el desarrollo de organismos multicelulares sin recurrir a los eventos de extinción.

En su estudio, Matti Jalasvuori y Jaana K.H. Bamford de la Universidad de Jyväskylä en Jyväskylä, Finlandia, han desarrollado un modelo que ayuda a explicar cómo la vida evolucionó desde sus orígenes hacia los complejos sistemas celulares que vemos hoy. Su modelo se basa en un tipo de virus que infecta al reino arquea llamado Crenarchaeotas, los cuales medran en entornos extremadamente ácidos y calientes como los que encontramos en el fondo de los océanos, donde viven los virus infiltrados en los huéspedes llamados hipertermófilos acidófilos. Debido a que estos virus de crenarchaeotas no comparten casi ninguna similitud con otros virus u organismos, probablemente se originaron muy pronto en la historia de la Tierra.

“A título personal encuentro apasionante pensar que la primera vida sobre la Tierra pudo haber tenido una amplia variedad de virus peculiares”, dijo Jalasvuori a PhysOrg.com. “Podemos preguntarnos si su presencia es una consecuencia natural de los procesos que llevaron al origen de las primeras células”.

Además de tener pocas similitudes con otros organismos, los virus de crenarchaeotas son inesperadamente diversos entre sí, también. Las diversas morfologías incluyen esferas, bombillas de luz, botellas, tulipanes, poliedros con colas, y más. En un intento de explicar los orígenes de estas diferencias, Jalasvuori y Bamford proponen que las extinciones masivas provocadas por los meteoritos y volcanes podrían haber aniquilado muchos organismos celulares, pero los hipertermófilos en el fondo de los océanos habrían sobrevivido, junto con sus virus parásitos.

Como explican los científicos, tanto los impactos de meteoritos como las erupciones volcánicas pueden calentar la Tierra. Los meteoritos hacen hervir los océanos y calientan la atmósfera, así como evaporar sulfóxidos de las rocas en el impacto, llevando a la venenosa lluvia ácida. De forma similar, el vulcanismo en forma de inundación basáltica incrementa los niveles de dióxido de carbono, provocando calentamiento atmosférico y lluvia ácida. Aunque los meteoritos y volcanes están considerados como las dos causas principales de las extinciones, el escenario de “Tierra bola de nieve”, en el cual la Tierra está cubierta de hielo, puede haber otro mecanismo de extinción.

Aunque estos eventos pueden haber llevado a la extinción de la mayor parte de las células bacterianas y arqueas que vivían en entornos fríos y de pH neutro, los entornos naturalmente ácidos y geotérmicamente calentados de los virus de crenarchaeotas y sus huéspedes no se verían muy afectados. Los hipertermófilos ya suelen estar en condiciones ácidas y calientes, y el calor geotérmico los protegería de las condiciones de la Tierra bola de nieve. Los científicos proponen, entonces, que los virus de crenarchaeotas simplemente han mantenido su diversa morfología original, mientras que los virus de los huéspedes no hipertermófilos (incluyendo otros virus de crenarchaeotas) no. Con esta perspectiva, los virus de crenarchaeotas en áreas geotérmicamente calientes habrían formado el banco primordial de genes.

Como ya han demostrado investigaciones anteriores, la batalla entre virus y las células que intentan infectar se cree que ha sido una gran fuerza en la dirección de la evolución. Bajo la presión de los virus, las células desarrollan continuas mutaciones para evitar las infecciones, pero estas mutaciones normalmente no son útiles para otras cosas (excepto casualmente).

No obstante, como muestra el nuevo modelo, cuando tiene lugar un evento de extinción que acaba con muchas de las células del entorno, el número de virus también baja por la carencia de huéspedes. El arma principal de los virus es tener una variedad de proteínas de reconocimiento (HRPs) que saben a qué células atacar. Pero menos virus significa menos HRPs, por lo que las células supervivientes que son inmunes a unos pocos de los virus restantes ahora tienen la posibilidad de evolucionar en un entorno libre de interferencias de virus. Bajo estas condiciones libres de virus, las células pueden heredar mutaciones que es probable que sean útiles a largo plazo, en lugar de simples estrategias de defensa. De esta forma, los eventos de extinción aceleran el desarrollo de nuevas funciones biológicas que de otra forma sería improbable que surgieran. Sin estos eventos de extinción, los virus podrían haber controlado toda la evolución de la Tierra.

“Encuentro importante la idea de que los virus que los virus se enfrentan a las extinciones junto con sus huéspedes”, dijo Jalasvuori. “Se considera ampliamente que los virus, en cierto sentido, controlan la evolución de sus huéspedes y acaban con los vencedores evolutivos. Por tanto, justo después de los eventos de nivel extintivo, tales como impactos de meteoritos, habría muy pocos virus para acabar con la historia exitosa del ganador. Algunas de las innovaciones evolutivas observadas hoy podrían haber surgido en los primeros genomas de estos ganadores”.

No obstante, los entornos ácidos y calientes en los que viven las antiguas especies no es necesariamente un estorbo para la evolución, y puede que de hecho sea esencial para el origen de la vida. Sin tales regiones, la vida emergente podría no haber sobrevivido al bombardeo de meteoritos y erupciones volcánicas que repetidamente aniquilaron a las especies “más alejadas del nido”. Aún así, como señalan Jalasvuori y Bamford, su propuesta es sólo un modelo, y se requiere más investigación para ver cómo de bien encaja con los datos y estudios de laboratorio. En general, el estudio muestra que la diversidad de virus de crenarchaeotas en áreas geotérmicamente calientes requiere de mayor atención, dado que los detalles podrían ayudar a los científicos a comprender mejor los orígenes de la vida.

“Tenemos experimentos que tienen lugar en microcosmos de laboratorio, en los que intentamos determinar el impacto de los virus en la evolución de distintos aspectos de sus huéspedes”, dijo Jalasvuori. “Estos cosmos nos dan control sobre todos los factores que podrían tener efecto sobre la evolución de los huéspedes y de esta formar deberíamos ser capaces de ver con más precisión los rasgos adaptativos que son causados por los virus y los que no”.


Más información: Jalasvuori, Matti and Bamford, Jaana K.H. “Did the Ancient Crenarchael Viruses from the Dawn of Life Survive Exceptionally Well the Eons of Meteorite Bombardment?” Astrobiology, Volume 9, Number 1, 2009. © Mary Ann Liebert, Inc. DOI: 10.1089/ast.2007.0189.

Autor: Lisa Zyga
Fecha Original: 3 de abril de 2009
Enlace Original

Comparte:
  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Bitacoras.com
  • Identi.ca
  • LinkedIn
  • Meneame
  • Netvibes
  • Orkut
  • PDF
  • Reddit
  • Tumblr
  • Wikio

Like This Post? Share It

Comments (5)

  1. Extinciones masivas y antiguos virus pueden tener pistas sobre los orígenes de la vida…

    "Las extinciones masivas tienen lugar de forma repetida, aunque irregular, a lo largo de la historia de la Tierra, y ocasionalmente estas extinciones han sido devastadoras para la vida de nuestro planeta – ¿o no? Los eventos de extinción a veces…

  2. Extinciones masivas y antiguos virus pueden tener pistas sobre los orígenes de la vida…

    Las extinciones masivas tienen lugar de forma repetida, aunque irregular, a lo largo de la historia de la Tierra, y ocasionalmente estas extinciones han sido devastadoras para la vida de nuestro planeta – ¿o no?…

  3. lector

    Dices “un tipo de virus del reino arquea llamado Crenarchaeotas” y hablas de ellas como si fueran virus, pero que yo sepa las arqueas son celulares, o sea, bacterianas, no son virus. No entiendo. ¿No será que te refieres a virus que infectan a arqueas crenarcheotas?

    http://en.wikipedia.org/wiki/Crenarchaeota
    http://en.wikipedia.org/wiki/Archaea

  4. Así que, en vez de intentar frenar la actual extinción masiva, lo que tenemos que hacer es acelerarla, por el bien de la biodiversidad.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *