I Un antepasado para toda la vida
En el verano de 2024, un equipo de la Universidad de Bristol, en el Reino Unido, publicó en Nature Ecology & Evolution un retrato del antepasado común de toda la vida celular de la Tierra.
El retrato era este: vivió hace unos cuatro mil doscientos millones de años. La Tierra llevaba formada poco más de trescientos millones de años, la Luna estaba mucho más cerca que hoy y los océanos acababan de estabilizarse.
Los geólogos llaman Hádico a aquel primer tramo del tiempo. El nombre viene de Hades, el dios del inframundo en la mitología griega: antes se imaginaba una Tierra infernal, cubierta de lava por todas partes. Después, los circones de las colinas de Jack Hills, en Australia, cambiaron esa imagen. En circones de hace cuatro mil cuatrocientos millones de años, la composición de los isótopos de oxígeno indica que, cuando se formaron, ya habían estado en contacto con agua líquida. El Sol brillaba entonces alrededor de un treinta por ciento menos que hoy; en el cielo colgaba una Luna mucho mayor, y las mareas subían y bajaban a lo largo del día con mucha más violencia que ahora.
Era ya una célula hecha y derecha, de una complejidad comparable a la de las bacterias actuales. Su genoma rondaba los dos millones setecientos cincuenta mil pares de bases y contenía unos dos mil seiscientos genes. Una bacteria corriente de hoy tiene alrededor de cuatro mil.
No utilizaba oxígeno; tampoco había apenas oxígeno en aquella atmósfera. Extraía electrones del hidrógeno, iba ensamblando dióxido de carbono hasta convertirlo en materia orgánica y expulsaba moléculas pequeñas, como el ácido acético.
Ya disponía de toda la maquinaria necesaria para fabricar proteínas, de una máquina giratoria que producía energía e incluso, quizá, de un sistema inmunitario contra los virus: podía recordar un fragmento de la secuencia de un invasor y, si este regresaba, reconocerlo y cortarlo. Tampoco estaba sola. Muy probablemente, sus desechos alimentaban a otros microorganismos que compartían aquel fondo marino.
Ese es el antepasado común de todas las bacterias, todas las arqueas, todos los animales, plantas y hongos actuales, incluido tú, que estás leyendo estas líneas. Los biólogos lo llaman último antepasado común universal. Sus siglas inglesas, LUCA, suenan como un nombre de persona bastante corriente, «Luca», y mucha gente lo llama así, sin más.
Ni un solo fósil sirve de base a este retrato. Casi ninguna roca de hace cuatro mil doscientos millones de años ha llegado hasta nosotros, y las que sí lo han hecho tampoco podrían llevar un letrero que dijera: «Es este».
El retrato se ha trazado remontando el camino desde los seres vivos de hoy: se compara lo que tienen en común y lo que les falta, y se retrocede paso a paso. Este ensayo cuenta cómo se ha dibujado esa imagen, qué trazos son firmes y cuáles todavía tiemblan.
La idea se remonta a Darwin. En 1837 dibujó en una libreta que llevaba consigo un pequeño esquema de ramificaciones: un tronco se dividía en varias ramas, y de ellas salían otras. Encima escribió dos palabras: «Yo pienso». Veintidós años después, al final de El origen de las especies, afirmó que, por analogía, era muy probable que todos los seres que alguna vez habían vivido en la Tierra descendieran de una única forma primitiva.
Darwin aportó la idea, pero no el modo de encontrar a ese antepasado. Para convertirla en una pregunta que pudiera responderse con datos hubo que esperar más de un siglo, hasta que aprendimos a leer las moléculas.
Aclaremos primero el nombre. «Último» se refiere al punto en el que, al remontar el tiempo, todos los linajes confluyen por última vez. No significa que fuera la primera forma de vida que apareció.
La propia humanidad ofrece un buen ejemplo. Si recorremos hacia atrás las genealogías de todas las personas que viven hoy en la Tierra, en algún momento llegaremos a un mismo individuo. Un modelo de 2004 calculó que esa persona quizá vivió hace tan solo unos pocos miles de años.
En el quinto ensayo hablaremos de la «Eva mitocondrial», la antepasada por línea materna de todos los humanos actuales, que vivió hace unos doscientos mil años. Pero ese es el resultado de seguir una sola línea, la de las madres. La humanidad es, por supuesto, mucho más antigua que cualquiera de esas fechas. Antes de aquel antepasado vivieron innumerables personas; lo que ocurre es que sus linajes se extinguieron o habían confluido ya en la misma línea.
Con la vida sucede lo mismo. Antes del último antepasado común pudo haber transcurrido ya una larguísima historia: las primeras membranas, los primeros metabolismos, las primeras moléculas capaces de copiarse.
También pudo haber muchas otras formas de vida contemporáneas suyas. Pero, como no dejaron descendientes que vivan hoy, no figuran en este árbol. Volveremos a ellas en la octava sección.
Por eso, último antepasado común es el nombre de una relación. Su definición es «el lugar donde confluyen, al remontarse hacia atrás, todos los descendientes actuales». Si mañana se extinguieran todas las bacterias y solo quedaran las arqueas y sus descendientes, ese punto de confluencia se desplazaría de inmediato hacia un momento posterior, dentro de la rama de las arqueas. El antepasado de hace cuatro mil doscientos millones de años no habría cambiado. Lo que habría cambiado sería quién sigue vivo.
Las relaciones no quedan guardadas en las rocas. Aunque una célula de hace cuatro mil millones de años se hubiera conservado intacta y pudiéramos ponerla bajo el microscopio, no habría manera de demostrar que corresponde precisamente a ese nodo. Podría ser una prima del antepasado, un antepasado suyo, una rama lateral de la misma época o alguno de sus descendientes. Solo es posible reconstruir ese objeto a partir de los descendientes que siguen vivos.
Lo que esta serie llama construcción consiste, en último término, en trazar una línea: lo que queda dentro cuenta; lo que queda fuera, no. La línea puede trazarla una persona, como ocurre con un conjunto de criterios, o puede trazarla la naturaleza, como ocurre con una membrana.
En este ensayo, la línea pasa por el hecho de «tener todavía descendientes vivos». Todos los que los tienen confluyen en ese nodo. Los que no los tienen quedan fuera, por mucho que prosperaran en su tiempo.
II La maquinaria compartida
El primer trazo del retrato nace de un hecho asombroso: todas las células de la Tierra utilizan la misma maquinaria esencial.
En 1961, Nirenberg y Matthaei, de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, introdujeron en un tubo de ensayo un fragmento de ácido ribonucleico artificial formado por una sola letra repetida. Añadieron la maquinaria de fabricación de proteínas extraída de unas células y obtuvieron una larga cadena proteica compuesta únicamente de fenilalanina.
Así se descifró la primera «palabra» del código genético: tres letras iguales correspondían a un aminoácido. En pocos años se habían leído los sesenta y cuatro codones: sesenta y cuatro combinaciones de tres letras que corresponden a veinte aminoácidos y a las señales de parada que dicen «hasta aquí». Muchos aminoácidos tienen varias formas sinónimas de escribirse. En 1968, Nirenberg compartió el premio Nobel con otros dos investigadores del código genético.
Lo que se descubrió después fue aún más inesperado. Bacterias, levaduras, maíz, ratones y seres humanos utilizan casi el mismo libro de claves. Una misma combinación de tres letras corresponde en Escherichia coli al mismo aminoácido que en una persona.
Solo las mitocondrias y unos pocos organismos han introducido pequeños cambios. En las mitocondrias humanas, por ejemplo, una combinación que en otros lugares significa «parada» se lee como triptófano.
En 1968, Crick llamó a ese libro de claves un «accidente congelado». Es posible que el azar interviniera de muchas maneras en su fijación inicial. Pero, una vez que todas las proteínas se escribían con él, cambiar una sola palabra habría provocado errores simultáneos en miles y miles de proteínas. Y así quedó congelado.
No solo compartimos el libro de claves. La máquina que fabrica proteínas se llama ribosoma y responde al mismo diseño en casi todos los tipos de células: dos subunidades, una grande y otra pequeña, con el mensajero entre ambas, van uniendo aminoácidos uno por uno.
En torno al año 2000, los investigadores lograron por fin ver la estructura atómica del ribosoma. Descubrieron que el paso de unir los aminoácidos lo realiza el ácido ribonucleico del propio ribosoma; las proteínas que lo rodean se limitan a ayudar. Quien hace el verdadero trabajo en el ribosoma es el ácido ribonucleico. El hallazgo convenció a muchos de que, antes de utilizar ADN y proteínas, la vida había pasado por una etapa apoyada sobre todo en el ácido ribonucleico. En 2009, los tres científicos que esclarecieron la estructura del ribosoma compartieron el Nobel de Química.
Los veinte aminoácidos con los que se construyen las proteínas son los mismos en todas partes. Salvo la glicina, que no distingue entre izquierda y derecha, todos se usan en su versión zurda; la versión diestra apenas se utiliza en la vida. Por qué se eligió precisamente la izquierda sigue sin tener una respuesta definitiva.
En un meteorito que cayó en 1969 sobre la localidad australiana de Murchison, los investigadores encontraron decenas de aminoácidos. En algunos había un ligero exceso de la versión zurda. Se ha propuesto que algún proceso ocurrido en el espacio pudo inclinar esa preferencia de la vida incluso antes de que esos compuestos llegaran a la Tierra.
La molécula de energía con la que las células pagan sus cuentas es siempre la misma: el trifosfato de adenosina. La cantidad que un adulto fabrica y consume a lo largo de un día pesa, en total, aproximadamente lo mismo que su cuerpo; las bacterias usan exactamente esa molécula. Todos los genes están escritos en ADN, se transcriben primero a ARN y después se traducen en proteínas.
Es poco probable que todo este repertorio se inventara varias veces de forma independiente. La explicación más sencilla es que procede de una misma fuente.
En 2010, Theobald, de la Universidad Brandeis, en Estados Unidos, convirtió esa «explicación más sencilla» en una prueba estadística formal. Escogió más de veinte proteínas presentes en todas las formas de vida y comparó dos modelos: «toda la vida procede de un antepasado común» y «procede de varios orígenes independientes». Se trataba de ver cuál explicaba mejor las secuencias que observamos hoy.
El resultado fue que las probabilidades a favor del modelo de un antepasado común eran de diez elevado a dos mil ochocientos sesenta contra uno. El número total de átomos del universo apenas ronda diez elevado a ochenta.
Disponer de una maquinaria compartida permite comparar. Cada organismo contiene un conjunto de moléculas que realizan las mismas tareas. La molécula que se ocupa de una tarea determinada está formada por secuencias distintas en organismos distintos, y esas secuencias pueden cotejarse letra por letra.
Cuantas menos diferencias presentan dos organismos en una misma molécula, más reciente suele ser su separación. Si comparamos muchos organismos por parejas, podemos dibujar un mapa de sus relaciones: quién se separó de quién antes y quién después. Ese es el árbol de la vida a escala molecular.
También se pueden dibujar árboles a partir del aspecto, pero no se llega muy lejos. Los perros se parecen a los lobos, así que son parientes cercanos. Los perros no se parecen a los peces, así que el parentesco es lejano. En cuanto pasamos a grupos muy diferentes entre sí, el aspecto deja de servir: dos organismos pueden parecerse porque llevan vidas semejantes, sin tener un antepasado común especialmente cercano.
En el noveno ensayo, al hablar de Ediacara, volveremos a encontrarnos con este problema. El parecido puede venir de un antepasado compartido o de haber adquirido, cada cual por su cuenta, un aspecto semejante. Solo el primer caso sirve para construir el árbol. Las moléculas permiten distinguir ambos con mucha más claridad.
Si recorremos el árbol hacia atrás, todas las ramas confluyen en un punto. Ese punto es el último antepasado común.
III La forma del árbol
Para reconstruir al antepasado, primero hay que saber qué forma tiene el árbol. Y la forma de este árbol fue, por sí sola, objeto de una controversia que duró cuarenta años.
Antes de Woese, el árbol de la vida ya se había dibujado varias veces. En 1866, el alemán Haeckel trazó uno con tres grandes ramas: plantas, animales y una tercera que reunía toda clase de organismos unicelulares.
En 1969, el estadounidense Whittaker dividió los seres vivos en cinco reinos: animales, plantas, hongos, protistas y bacterias. Todos aquellos árboles se dibujaban a partir de las formas visibles y de los modos de alimentarse. Casi no había por dónde empezar a averiguar qué organismos unicelulares estaban más o menos emparentados.
En 1977, Woese y Fox, de la Universidad de Illinois, en Estados Unidos, hicieron algo que entonces parecía muy extraño. No se fijaron en la forma ni en el metabolismo. Eligieron una sola molécula para comparar todos los organismos unicelulares: un tramo de ácido ribonucleico del ribosoma.
La elección tenía tres motivos. Todas las células lo tienen, así que permite comparar cualquier ser vivo. Cambia muy despacio y puede conservar señales antiquísimas. Pero tampoco es completamente invariable: deja diferencias que se pueden cotejar.
El tramo de ácido ribonucleico que escogió se convirtió después en una herramienta estándar para conocer los microorganismos. Hoy, cuando se encuentra en el suelo, en el agua del mar o en el intestino humano una bacteria que nadie había visto, el primer paso consiste casi siempre en secuenciar ese tramo y situarla en el árbol que dibujó Woese.
Entonces no había secuenciadores automáticos. Woese marcaba aquel ácido ribonucleico con isótopos radiactivos, lo cortaba en fragmentos mediante enzimas, separaba los fragmentos sobre papel de filtro y colocaba encima una película fotosensible. Después tenía que identificar las manchas, placa por placa. Pasó más de diez años mirando miles y miles de películas en las cajas de luz del laboratorio.
Llegaron a una conclusión que resultaba incómoda en aquel momento. Hasta entonces, los seres vivos se dividían en dos grandes grupos: los que tenían núcleo celular y los que no. Las bacterias pertenecían al segundo; «sin núcleo» funcionaba como un cajón de sastre.
Woese descubrió que ese cajón contenía, en realidad, dos linajes profundamente separados. Uno era el de las bacterias corrientes. El otro reunía microorganismos que vivían en pantanos, fuentes termales y estómagos de vacas, y que desprendían metano. Los cientos de litros de metano que una vaca expulsa cada día al eructar los producen, sobre todo, esos microorganismos de su estómago. La diferencia entre los dos grupos era tan grande como la que los separaba de los organismos con núcleo.
Llamó al segundo grupo arqueobacterias; más tarde, pasaron a llamarse arqueas. En noviembre de 1977, The New York Times llevó la investigación a su portada. El titular anunciaba que los científicos habían descubierto una forma de vida más antigua que los organismos complejos, como plantas y animales.
Muchos colegas no lo creyeron, y Woese pasó años relegado por ello. En 1990, junto con el alemán Kandler y otros investigadores, estableció formalmente tres grupos del rango más alto: bacterias, arqueas y eucariotas, los organismos con núcleo. Los llamaron tres dominios, una categoría superior a la de los antiguos reinos. En 2003 recibió el premio Crafoord, creado para disciplinas que no cubren los Nobel. Murió en 2012.
En el esquema de los tres dominios, las bacterias quedan a un lado, y las arqueas y los eucariotas aparecen como dos grupos hermanos del mismo rango. En 1984, Lake, de la Universidad de California en Los Ángeles, en Estados Unidos, propuso otro dibujo: los eucariotas no eran hermanos de las arqueas, sino una rama que había crecido dentro de ellas.
Lo que comparaba era la forma de los ribosomas. Bajo el microscopio electrónico, los ribosomas de los eucariotas y los de cierto grupo de arqueas resistentes al calor mostraban las mismas pequeñas protuberancias. A aquellas arqueas las llamó «células del amanecer».
La idea no se impuso entonces. Había demasiado pocos rasgos que comparar, la muestra de arqueas era muy limitada y, además, las ramas profundas podían verse distorsionadas por un espejismo: dos ramas que evolucionan especialmente deprisa pueden acabar juntas en el esquema aunque no exista parentesco entre ellas. Es lo que se llama atracción de ramas largas.
El giro llegó del fondo del océano Ártico. En la dorsal oceánica situada entre Groenlandia y Noruega hay un campo de fuentes hidrotermales descubierto en 2008. Sus chimeneas negras parecen un castillo. Quienes lo encontraron lo llamaron Castillo de Loki, por el dios cambiante de la mitología nórdica. En 2015, un equipo de la Universidad de Upsala, en Suecia, reconstruyó a partir del lodo del fondo marino cercano el genoma de unas arqueas completamente desconocidas hasta entonces: las arqueas de Loki.
La forma de llegar hasta ellas fue peculiar. Nadie había visto esos organismos. Los investigadores extrajeron de una vez todo el material genético de un puñado de lodo, lo secuenciaron entero y recurrieron al cálculo informático para volver a reunir los fragmentos que pertenecían a un mismo organismo.
En el genoma reconstruido aparecieron parientes cercanos de unas proteínas que hasta entonces se creían exclusivas de los eucariotas: proteínas del esqueleto que da forma a la célula y proteínas que empaquetan y transportan cargas en las vesículas de las membranas. Dos años después, el grupo se amplió hasta formar una gran familia. De nuevo se recurrió a la mitología nórdica: recibieron el nombre de arqueas de Asgard. Asgard es la morada de los dioses.
Varias de sus ramas recibieron nombres de dioses nórdicos: Loki, Thor, Odín y Heimdal. En el árbol de parentescos, los eucariotas quedaron situados dentro de esa familia. Un análisis a gran escala de 2023 localizó a sus parientes más próximos en un pequeño grupo de la rama de Heimdal.
Después, alguien logró cultivarlas. En 2020, Hiroyuki Imachi y sus colaboradores, de la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre, anunciaron que, tras unos doce años de trabajo, habían conseguido cultivar una cepa de arqueas de Asgard procedente del lodo del fondo de la fosa de Nankai, en Japón, a más de dos mil quinientos metros de profundidad.
Durante aquellos doce años reprodujeron en el laboratorio las condiciones de los sedimentos de las grandes profundidades y fueron enriqueciendo poco a poco el cultivo de aquel organismo de crecimiento lentísimo: una sola división celular le lleva alrededor de veinte días. Le dieron el nombre de Prometeo, el ladrón del fuego de la mitología griega.
Las células obtenidas eran diminutas, de aproximadamente media micra, esféricas, y extendían largos y delgados tentáculos ramificados. En su interior no había núcleo, ni membranas internas, ni ningún orgánulo eucariota.
Descompone aminoácidos y libera hidrógeno y ácido fórmico. Para que esa reacción le resulte rentable en términos energéticos, los microorganismos que la acompañan tienen que consumir sin descanso esos productos. No puede prescindir de sus compañeros.
Una pequeña arquea que extiende largos tentáculos y no puede vivir sin sus compañeros da una imagen viva a la idea de que «la célula eucariota surgió de una simbiosis prolongada entre arqueas y bacterias». El quinto ensayo tratará de aquella simbiosis.
La opinión predominante hoy es que los eucariotas surgieron dentro de las arqueas, y que el nivel más alto del árbol de la vida consta de dos grandes ramas: bacterias y arqueas. Qué rama concreta de Asgard es la más próxima a los eucariotas sigue en discusión.
Dónde está la raíz del árbol es otro problema difícil. En un árbol de parentescos corriente podemos tomar como referencia un grupo que sabemos que queda fuera del conjunto estudiado y mirarlo desde allí. Es lo que se llama un grupo externo.
El árbol de toda la vida celular no tiene grupo externo: no hay una cuarta clase de vida que pueda servir de referencia. En 1989, el equipo de Takashi Miyata, de la Universidad de Kyushu, en Japón, y Gogarten y sus colaboradores, en Estados Unidos, idearon por separado el mismo recurso ingenioso. Algunos genes ya se habían duplicado antes del último antepasado común, dando lugar a dos copias que después evolucionaron por su cuenta. Cada una puede servir de grupo externo a la otra. Con dos clases de genes duplicados muy antiguos, ambos equipos llegaron a la misma orientación: la raíz está entre la rama de las bacterias y la rama de las arqueas más los eucariotas.
La forma del árbol determina directamente el resultado de la reconstrucción. En el esquema de los tres dominios, si un gen está presente en bacterias, arqueas y eucariotas, parece haberse conservado tres veces de manera independiente. Resulta fácil atribuírselo al antepasado.
En el esquema de las dos grandes ramas, los eucariotas son una rama que apareció más tarde dentro de las arqueas. Que «los eucariotas también lo tengan» deja entonces de ser una tercera prueba independiente. Para reconstruir al antepasado, la comparación profunda que de verdad cuenta queda reducida a dos lados: bacterias y arqueas.
IV Lo que tenía aquel antepasado
En 2016, el equipo de Martin, de la Universidad de Düsseldorf, en Alemania, elaboró el primer inventario riguroso de genes de ese antepasado.
Extrajeron unos seis millones cien mil genes codificadores de proteínas de casi dos mil genomas de bacterias y arqueas. Empezaron por agrupar los que tenían funciones próximas y secuencias parecidas: se consideraba que los genes de cada grupo procedían de un mismo gen ancestral. Obtuvieron alrededor de doscientos ochenta y seis mil quinientos grupos.
Después comenzó la criba. Para que un grupo de genes se considerara «ya presente en el antepasado», debía aparecer en varios grandes grupos tanto de bacterias como de arqueas. Además, su propio árbol de parentescos tenía que estar limpio: las secuencias bacterianas debían reunirse en una rama y las de las arqueas en otra, separadas con toda claridad.
La regla pretendía dejar fuera los genes llegados por transferencia horizontal, de los que hablaremos en la sexta sección. Al terminar la criba quedaban trescientos cincuenta y cinco grupos. De cada mil, solo uno estaba lo bastante limpio para pasar.
El antepasado que se deducía de aquellos trescientos cincuenta y cinco grupos era así: no utilizaba oxígeno, obtenía electrones del hidrógeno, podía convertir dióxido de carbono en materia orgánica, muchas de sus enzimas tenían centros activos compuestos de hierro y azufre, le gustaban las temperaturas altas y también era capaz de fijar el nitrógeno del aire.
A partir de esos datos, el equipo de Martin consideró que vivía en algún lugar del fondo marino rico en hidrógeno, dióxido de carbono y hierro, muy parecido a las fuentes hidrotermales alcalinas actuales. Las chimeneas blancas de hasta sesenta metros de altura de la «Ciudad Perdida», en medio del Atlántico, de las que hablaremos en el tercer ensayo, son un ejemplo vivo de esos lugares. Una expedición de aguas profundas las encontró por casualidad en el año 2000, en una montaña submarina próxima a la dorsal mesoatlántica. De ellas sale agua alcalina templada, muy distinta de los fluidos hidrotermales ácidos y abrasadores de las chimeneas negras.
En 2003, Martin y el geoquímico británico Russell defendieron conjuntamente, de forma sistemática, que la vida se había originado en ese tipo de fuentes hidrotermales alcalinas. La reacción de las rocas con el agua del mar libera hidrógeno, y la diferencia de acidez y alcalinidad entre el interior y el exterior de la fuente funciona como una batería natural. La ruta con la que el antepasado ensamblaba dióxido de carbono para producir materia orgánica sigue utilizándola hoy un grupo de bacterias llamadas acetógenas. Puede que sea la vía de fijación de carbono más antigua de la Tierra.
Ocho años después, el equipo de Bristol hizo lo mismo por un camino completamente distinto. Primero construyó un gran árbol con los genomas de trescientas cincuenta arqueas y trescientas cincuenta bacterias. Después fue comparando con ese árbol grande los pequeños árboles de varios miles de familias de genes, uno a uno.
No descartaron los genes dudosos. En su modelo permitieron de forma explícita que los genes se transfirieran horizontalmente, se duplicaran y se perdieran. A continuación calcularon la probabilidad de que «este antepasado poseyera un gen determinado». Con el criterio más estricto obtuvieron trescientas noventa y nueve unidades funcionales, una cifra del mismo orden que las trescientas cincuenta y cinco del equipo de Martin.
Luego dieron un paso más. Sumaron todas las probabilidades de presencia de todos los genes, las altas, las medias y las bajas. Después, apoyándose en la proporción que representan los genes centrales de atribución fiable respecto al total en los genomas modernos, estimaron el tamaño del genoma completo del antepasado: unos dos millones setecientos cincuenta mil pares de bases y alrededor de dos mil seiscientos cincuenta y siete genes codificadores de proteínas. De ahí procede el retrato de la primera sección.
Trescientos cincuenta y cinco y dos mil seiscientos cincuenta y siete: una diferencia de casi diez veces. Ambas cifras son correctas; responden a preguntas distintas. Es como hacer inventario en un viejo almacén.
Una manera de hacerlo consiste en registrar únicamente las cajas cuya etiqueta esté intacta y cuya procedencia se pueda comprobar. Al terminar hay trescientas cincuenta y cinco. Otra consiste en mirar todas las cajas, asignar a cada una una probabilidad de que «ya estuviera aquí desde el principio» y sumar esas probabilidades. El resultado es dos mil seiscientas cincuenta y siete.
La primera deja muchas fuera; la segunda depende más de las estimaciones. Con el registro, casi cada entrada es fiable, pero se omiten muchas cajas que realmente estaban en el almacén. Con la estimación no se omiten, pero cada cifra depende de un cálculo de probabilidad.
Estudios anteriores, con reglas diferentes, habían dado también cifras de ochenta, quinientos setenta y dos o alrededor de mil quinientos. Son como una fila de reglas con escalas distintas: cada una mide bien dentro de sus propias normas.
Más de dos mil seiscientos genes dan para muchas cosas. Entre los genes del antepasado, el equipo de Bristol encontró toda la maquinaria de fabricación de proteínas, la red metabólica central, la maquinaria energética y componentes de un tipo de sistema inmunitario que hoy utilizan las bacterias para recordar y cortar virus.
El descubrimiento de ese sistema inmunitario tiene su propia historia. En los años noventa del siglo XX, Mojica, de la Universidad de Alicante, en España, estudiaba arqueas de unas salinas costeras cuando advirtió unas extrañas secuencias repetidas en sus genomas. Entre las repeticiones se intercalaban fragmentos de procedencia desconocida.
Tardó más de diez años en comprender que esos fragmentos procedían de virus que habían invadido las células. La célula copia un pequeño tramo del virus en su propio genoma y lo guarda como un expediente. La siguiente vez que entra el mismo virus, consulta el expediente y lo corta. En 2012, la estadounidense Doudna y la francesa Charpentier transformaron esas tijeras en una herramienta de edición genética; en 2020 recibieron el Nobel de Química. Si la deducción de Bristol es correcta, las antepasadas de esas tijeras ya se utilizaban hace más de cuatro mil millones de años.
Una célula capaz de guardar rencor indica que ya tenía virus rondando a su alrededor. En el modelo, el ácido acético y el hidrógeno que expulsaba podían alimentar precisamente a otros microorganismos; juntos formaban un pequeño ecosistema. Puede que el fondo marino de hace cuatro mil doscientos millones de años ya tuviera una red alimentaria.
Hay otra forma de averiguar si le gustaba el calor: «resucitar» proteínas antiguas. Primero, a partir de las secuencias actuales, los investigadores infieren la secuencia de una proteína ancestral de hace miles de millones de años. Después la sintetizan en el laboratorio y miden hasta qué temperatura sigue funcionando.
En 2008, unos investigadores estadounidenses reconstruyeron así un antiguo factor del antepasado de las bacterias que participaba en la fabricación de proteínas. Seguía siendo estable a sesenta y tantos grados Celsius. Más tarde, unos investigadores japoneses reconstruyeron otra enzima ancestral que soportaba aún más calor. Una proteína de hace miles de millones de años vuelve a plegarse y a trabajar en un tubo de ensayo de hoy.
Los dos estudios no coinciden del todo en algunos rasgos. Al antepasado del equipo de Martin le gustaba claramente el calor; el equipo de Bristol considera que las pruebas no apuntan con tanta unanimidad en esa dirección. También hay quienes creen que la capacidad de fijar nitrógeno llegó después, transferida desde otro lugar. El contorno del retrato es firme. Los detalles todavía tiemblan.
V Lo que le faltaba
Una vez contado lo que tenía, demos la vuelta a la pregunta y contemos lo que le faltaba. Lo más desconcertante son precisamente esas ausencias.
Empecemos por la máquina que copia el ADN. En 1999, Koonin y sus colaboradores, de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, compararon de manera sistemática los componentes de la replicación del ADN en bacterias y arqueas. Encontraron un contraste que sigue vigente.
Algunos procesos periféricos relacionados con el ADN, como fabricar las materias primas o reparar los daños, son homólogos en ambos grupos: proceden de un mismo antepasado. Pero entre las piezas centrales encargadas de copiar los cromosomas, varias son distintas en cada lado. La enzima que va añadiendo, letra a letra, los eslabones de la nueva cadena pertenece a una clase en las bacterias y a una o dos clases diferentes en las arqueas. Su estructura y sus secuencias indican que no son dos descendientes de una misma enzima ancestral, del mismo modo que las alas de los murciélagos y las de los insectos tienen orígenes distintos. Las enzimas que ponen en marcha la copia y las que separan las dos hebras también pertenecen a familias diferentes en ambos grupos.
Las dos grandes clases de organismos almacenan la información en ADN de doble hebra. Ambas necesitan abrir esa doble hebra, iniciar la copia y prolongarla siguiendo una plantilla. Hacen el mismo trabajo, pero varias de las piezas esenciales que lo realizan pertenecen a dos juegos distintos.
La observación no se ha refutado en más de veinte años. Existen, sin embargo, cuatro explicaciones, y hasta ahora no se ha descartado ninguna.
La primera está ligada a una propuesta más amplia. En 1986, Gilbert, de la Universidad de Harvard, en Estados Unidos, la bautizó «mundo de ARN»: antes de que ADN y proteínas se repartieran las tareas, el ácido ribonucleico almacenaba información y actuaba como catalizador. Un solo material desempeñaba los dos oficios.
Como vimos en la segunda sección, lo que une de verdad los aminoácidos en el ribosoma es precisamente el ácido ribonucleico: un fósil de aquel mundo. Según esta explicación, el antepasado todavía almacenaba su información sobre todo en ARN, y los sistemas modernos de replicación del ADN tomaron forma por separado después de la división de las dos ramas. La dificultad está en explicar por qué ambas comparten tanta maquinaria periférica relacionada con el ADN, y por qué esa maquinaria es tan antigua.
Otra explicación sostiene que el antepasado ya utilizaba ADN, pero que los dos grandes grupos sustituyeron después, cada uno por su cuenta, el núcleo de su maquinaria de replicación. La dificultad es cómo llevar a cabo una sustitución tan grande sin dejar de copiar los cromosomas: algo así como cambiar el motor mientras el coche sigue en marcha.
Una tercera explicación propone que el antepasado tenía dos sistemas de replicación a la vez, o incluso más, y que bacterias y arqueas perdieron después partes diferentes. Así no hace falta suponer que la replicación se inventó dos veces. A cambio, hay que aceptar un antepasado más complejo de lo que imaginábamos.
La última explicación invita a entrar a los virus. Los virus primitivos llevaban cada uno su propia maquinaria de replicación e introdujeron máquinas diferentes en distintos linajes celulares. Los virus siguen siendo un gran almacén de máquinas de copiar: muchas de sus polimerasas no tienen parientes cercanos entre las células. La dificultad es que no hay fósiles ni un registro continuo con los que contrastar linajes virales tan antiguos.
Miremos ahora la membrana. Extiende las dos manos. Tienen la misma forma, pero no puedes girar la izquierda hasta hacerla coincidir con la derecha: el pulgar siempre queda en el lado opuesto. Con las moléculas puede suceder lo mismo. Los mismos átomos y los mismos enlaces pueden dar dos versiones especulares que no se superponen.
Esa es precisamente la relación entre los lípidos de las membranas bacterianas y los de las arqueas. El esqueleto de los lípidos bacterianos tiene una configuración; el de las arqueas, su imagen especular. También son distintos los enlaces químicos y las largas cadenas grasas que cuelgan de ese esqueleto.
Las tres diferencias se dan a la vez. Los biólogos lo llaman divergencia lipídica. Las membranas de las arqueas son especialmente resistentes. En algunas, los lípidos se unen por sus extremos y atraviesan todo el espesor de la membrana como pequeñas grapas. En las fuentes termales ácidas, casi hirvientes, del parque de Yellowstone, en Estados Unidos, viven arqueas así: siguen con su vida a temperaturas y niveles de acidez que ya habrían deshecho a otras células.
También hay varias propuestas sobre cómo era la membrana del antepasado. Quizá ya tenía una membrana moderna y los dos grandes grupos cambiaron después sus sistemas de síntesis. Quizá su membrana era mixta, con los dos tipos de lípidos, y cada rama terminó fijando uno de ellos.
O quizá el antepasado solo tenía una membrana más sencilla, en la que todavía no se había fijado una de las dos imágenes especulares. La propuesta más radical sostiene que ni siquiera tenía membrana propia: vivía en pequeños poros de las rocas de las fuentes hidrotermales del fondo marino, y las paredes minerales de esos poros hacían de pared celular.
Durante un tiempo se creyó que las membranas mixtas eran imposibles, porque mezclar lípidos de imágenes especulares opuestas produciría una membrana inestable. En 2011 se demostró, con una membrana mixta artificial, que esa mezcla podía ser estable.
En 2018, investigadores de la Universidad de Groninga, en los Países Bajos, modificaron Escherichia coli para que, además de sus propios lípidos de membrana bacterianos, sintetizara grandes cantidades de lípidos del tipo de las arqueas. Las células modificadas siguieron creciendo y dividiéndose. Una célula puede vivir, a la vez, dentro de una membrana hecha de las dos imágenes especulares.
Conviene dejar claro también lo que sí tenía con certeza. En el ribosoma que fabrica las proteínas, las piezas centrales presentan un alto grado de homología en todas las formas de vida. Hay mucha más unidad que en la maquinaria de replicación.
El código genético es casi el mismo en todas partes. La estructura básica de las pequeñas moléculas que transportan los aminoácidos está muy conservada. Y, aunque las versiones bacteriana y arqueana de la máquina giratoria que fabrica la moneda energética están profundamente diferenciadas, su principio de funcionamiento y la antigua duplicación de algunos de sus componentes pueden rastrearse hasta antes de la separación de los dos grandes grupos.
En el tercer ensayo hablaremos de esa máquina: la diferencia de concentración de iones entre los dos lados de la membrana la impulsa a girar, y cada vuelta produce unas cuantas moléculas de energía. Generar electricidad a partir de la diferencia de iones a ambos lados de una membrana es un principio antiquísimo. Todavía no se puede asegurar qué ion se utilizó al comienzo.
Por eso este antepasado es una mezcla singular. Poseía todo un conjunto de mecanismos de traducción y de producción de energía muy propios de una célula, pero no conseguimos reconstruir para él un sistema moderno de replicación homólogo en ambos lados, ni determinar de qué tipo era su membrana. Algunos creen por ello que aún no se había constituido plenamente como célula, y que se parecía más a una comunidad poco cohesionada.
Los más de dos mil seiscientos genes de Bristol apuntan en sentido contrario: sugieren un antepasado con un grado de organización comparable al de una célula procariota. Esas pocas ausencias son los huecos más interesantes del retrato.
VI Genes que viajan de lado
Todas estas reconstrucciones descansan en un supuesto: que los genes pasan principalmente de progenitores a descendientes. En las bacterias, ese supuesto no es muy firme.
En 1928, Griffith, médico del Ministerio de Salud británico, realizó un experimento extraño mientras estudiaba el neumococo. Una de las cepas tenía una cápsula en su superficie y provocaba infecciones mortales en ratones. Otra carecía de cápsula y era inofensiva.
Mató por calor las bacterias virulentas y las inyectó en ratones junto con bacterias inofensivas vivas. Los ratones murieron. De sus cuerpos se aislaron bacterias vivas, encapsuladas y virulentas. Algo que había en las bacterias muertas había transformado a las vivas.
En 1944, Avery y sus colaboradores, del Instituto Rockefeller, en Estados Unidos, demostraron que aquel algo era el ADN. Dos años después, los estadounidenses Lederberg y Tatum descubrieron que las bacterias Escherichia coli podían «conjugarse» directamente: una célula entregaba a otra un fragmento de ADN. Por ese trabajo, Lederberg recibió el Nobel a los treinta y tres años.
Los genes pueden viajar de lado, y tienen varios caminos. Una bacteria puede recoger directamente del agua que la rodea un fragmento de ADN e incorporarlo a su genoma. También puede recibirlo de otra bacteria a través de un pequeño tubo que se monta de forma provisional.
O un virus puede encargarse de la mudanza. Cuando sale de una bacteria, se lleva consigo, de paso, un fragmento del ADN del huésped, y luego lo inyecta en la siguiente. Ninguna de estas tres vías exige que la otra bacteria sea pariente. Esto se llama transferencia horizontal de genes.
No es algo ajeno a la vida cotidiana. En 1959, investigadores japoneses descubrieron que la resistencia de los bacilos de la disentería a varios antibióticos podía pasar en bloque de una bacteria a otra, e incluso de una Escherichia coli inofensiva a un bacilo de la disentería. Los genes de resistencia iban en un pequeño anillo de ADN capaz de copiarse por sí mismo, llamado plásmido. Una razón importante de que la resistencia bacteriana se propague tan deprisa en los hospitales es precisamente que los genes de resistencia pueden transferirse en bloques enteros entre bacterias. No hace falta que sean parientes, ni siquiera que pertenezcan a la misma especie.
¿Hasta qué punto es frecuente? En 2008, investigadores alemanes analizaron los genomas de ciento ochenta y una bacterias y arqueas. Calcularon que, por término medio, al menos el ochenta por ciento de los genes de cada genoma había participado en una transferencia horizontal en algún momento de su historia. Se trata de un «al menos una vez» acumulado durante miles de millones de años. Es como decir que «el ochenta por ciento de las personas se ha mudado al menos una vez en la vida», no que el ochenta por ciento vive ahora en una casa a la que acaba de llegar.
En 1998, Woese propuso una idea más radical. A su juicio, en las etapas más tempranas de la vida, las distintas piezas de la célula todavía no estaban encajadas de forma rígida unas con otras. Dependían poco entre sí, era fácil instalar una pieza de fuera y el intercambio horizontal era lo habitual.
A medida que el diseño celular se integraba y las piezas dependían cada vez más unas de otras, una versión llegada de fuera tenía que encajar con un número creciente de compañeros al mismo tiempo. La sustitución horizontal se hacía más difícil, y solo entonces empezaron a perfilarse poco a poco linajes verticales estables. En 2002, Woese dio formalmente a ese punto de inflexión el nombre de umbral darwiniano.
Según esta idea, el árbol no estaba ahí desde el comienzo. La propia forma de árbol podría ser una propiedad aparecida más tarde en la evolución y cada vez más definida. Es un modelo teórico: nadie ha podido fechar el año en que ocurrió.
En 1999, Doolittle, de la Universidad Dalhousie, en Canadá, escribió en Science que, si los genomas de bacterias, arqueas y primeros eucariotas mezclaban grandes cantidades de genes de distintas procedencias, quizá no hubiera un fundamento natural para encajar a la fuerza el genoma entero en una clasificación estrictamente jerárquica.
Al mismo tiempo, sostuvo que la clasificación basada en secuencias moleculares seguía siendo indispensable. Su duda era otra: que existiera un único árbol de la vida válido para todos y cada uno de los genes.
Ese mismo año, Lake y sus colaboradores, de la Universidad de California en Los Ángeles, en Estados Unidos, propusieron una hipótesis muy elegante. Los genes que participan en grandes sistemas de colaboración estrecha tienen más dificultades para transferirse horizontalmente con éxito que los genes relativamente independientes.
El ribosoma consta de decenas de piezas que encajan unas con otras con toda precisión. Para ser admitida, una pieza de fuera tiene que ajustarse a todas esas decenas de piezas al mismo tiempo. Una enzima encargada de un paso del metabolismo, en cambio, normalmente solo necesita hacer bien su parte.
Los estudios posteriores comprobaron que esa tendencia es real, aunque no existe una barrera absoluta. En una bacteria resistente a las altas temperaturas se sustituyó el tramo clásico de ARN ribosómico que se utiliza para construir árboles por una versión procedente de otro filo. La célula siguió viva.
Una abundante transferencia horizontal y un armazón vertical pueden coexistir. Utilizando desde unas decenas hasta más de un centenar de genes centrales conservados, todavía es posible reconstruir de manera estable la estructura principal de bacterias y arqueas. Cuanto más nos alejamos del centro, más densa es la red.
En 2018 se compararon los genomas de ciento cinco bacterias de una misma familia. Los árboles de parentesco de treinta y tres genes relacionados con la fotosíntesis discrepaban ampliamente del árbol de las especies. Para explicar la distribución actual hacían falta, como mínimo, siete mudanzas del conjunto completo.
Que una rama de bacterias haga la fotosíntesis hoy no significa necesariamente que haya heredado esa capacidad de su antepasado. El linaje de la especie sigue una línea; el de los genes de la fotosíntesis, otra. Las dos no coinciden.
VII Cuándo
¿Cuándo vivió el último antepasado común? Para responder hay que recurrir al reloj molecular.
A comienzos de los años sesenta del siglo XX, Zuckerkandl y Pauling, del Instituto Tecnológico de California, en Estados Unidos, compararon la hemoglobina de distintos animales. Descubrieron que, cuanto más antigua era la separación entre dos tipos de animales, más diferencias había entre sus secuencias de hemoglobina. Además, esas diferencias aumentaban a un ritmo aproximadamente constante.
Propusieron, por ello, que los cambios acumulados en las moléculas podían servir de reloj. Como dos textos copiados una y otra vez: cuantos más errores de copia los separan, más atrás hay que situar el momento en que empezaron a copiarse por separado a partir del mismo original.
El reloj molecular armó una buena en cuanto entró en escena. En 1967, Sarich y Wilson, de la Universidad de California en Berkeley, en Estados Unidos, compararon mediante técnicas inmunológicas las proteínas del suero sanguíneo de humanos y chimpancés. Calcularon que ambos se habían separado hacía tan solo unos cinco millones de años.
La opinión predominante entre los paleoantropólogos situaba entonces la separación más allá de los quince millones de años. La disputa duró más de una década. Al final, el lado del reloj molecular ganó en lo esencial.
La metáfora plantea enseguida dos dificultades. Una es que no todos copian a la misma velocidad. Algunos linajes cambian deprisa; otros, despacio. La velocidad de una misma molécula puede ser varias veces mayor en unas ramas que en otras.
Hoy se permite que la velocidad cambie a lo largo del árbol y se estima mediante métodos estadísticos. La otra dificultad es que el reloj solo da un antes y un después relativos. Para convertirlos en años hay que fijar, por vías independientes, la fecha de al menos algunos nodos. Y esas clavijas solo pueden venir de fósiles y rocas.
Así fijó sus fechas el equipo de Bristol en 2024. Como el árbol de toda la vida celular carece de grupo externo, utilizó cinco conjuntos de genes antiguos que ya se habían duplicado antes del antepasado.
Una misma divergencia deja un nodo en cada una de las dos copias. Los dos nodos deben tener la misma edad: al vincularlos, se evita el problema de «no tener grupo externo». Utilizaron trece puntos de calibración. El límite superior más antiguo procedía de la formación de la Luna, hace unos cuatro mil quinientos diez millones de años; la calibración biológica más profunda procedía de una restricción geoquímica de hace unos dos mil novecientos cincuenta millones.
El resultado fue de unos cuatro mil doscientos millones de años, con un intervalo de credibilidad de aproximadamente cuatro mil noventa a cuatro mil trescientos treinta millones de años. Al cambiar el modelo de velocidades, el límite inferior se desplaza unos noventa millones de años. Si se incluyen los distintos análisis, el intervalo va de unos tres mil novecientos cuarenta a cuatro mil quinientos veinte millones de años.
Los estudios anteriores también apuntaban a fechas muy antiguas. En 2018, un trabajo con ciento dos especies y veintinueve genes conservados situó al antepasado hace más de tres mil novecientos millones de años. En 2023, otro estudio del equipo de Bristol, dedicado a la maquinaria energética, lo situó aproximadamente entre hace cuatro mil quinientos veinte y cuatro mil trescientos veinte millones de años.
Lo más difícil es que todas las clavijas quedan muy lejos del objetivo. Un fósil de un organismo unicelular de hace cuatro mil millones de años suele permitir decir «aquí había vida», pero difícilmente a qué rama de las bacterias pertenecía. Mucho menos puede llevar la etiqueta «este es el último antepasado común».
La mayoría de los puntos de calibración biológica que realmente pueden utilizarse son más de mil millones de años más recientes que el objetivo. Desde allí se extrapola la velocidad hasta la raíz del árbol. Las fechas cercanas a la raíz dependen, en gran medida, de cómo se haga esa extrapolación.
Las rocas también tienen sus propias pistas. En Jack Hills, en Australia Occidental, hay granos de circón de hace cuatro mil cien millones de años. En 2015, los investigadores encontraron dentro de uno de ellos una minúscula partícula de grafito. Su carbono era relativamente ligero, parecido al que dejan los seres vivos.
Eso no demuestra que ya hubiera vida entonces. Pero tampoco contradice el retrato de «una célula compleja que ya existía hace cuatro mil doscientos millones de años». En el ensayo anterior hablamos de pruebas claras de vida de hace unos tres mil quinientos millones de años. El antepasado común tiene que ser anterior a ellas.
Hagamos las cuentas de lo que eso significa. La Tierra se formó hace unos cuatro mil quinientos millones de años. La Luna nació hace unos cuatro mil quinientos diez millones, en una gran colisión: un cuerpo del tamaño de Marte chocó contra la Tierra primitiva, y los fragmentos expulsados se reunieron para formar la Luna.
Como contamos en el primer ensayo, durante un tiempo se creyó que hace unos tres mil novecientos millones de años hubo todavía un intenso bombardeo de meteoritos; hoy parece posible que nunca ocurriera. Según las fechas de Bristol, aunque hubiera ocurrido, la vida ya habría aparecido antes y habría sobrevivido a él. Si el último antepasado común vivió hace unos cuatro mil doscientos millones de años, desde la formación de la Tierra hasta la aparición de una célula con dos mil seiscientos genes transcurrieron apenas unos trescientos millones de años.
Y antes tuvo que haber una historia de la vida aún más temprana, durante la cual se fabricaron, uno a uno, la membrana, el código y el ribosoma. La vida llegó a este planeta asombrosamente pronto.
VIII Los que no dejaron descendientes
La definición de último antepasado común solo exige que toda la vida celular actual, al remontarse hacia atrás, confluya en él. No exige que fuera la única forma de vida de su tiempo.
Antes del último antepasado común hubo una historia más larga. En 1871, en una carta a su amigo Hooker, Darwin imaginó el comienzo de la vida: un pequeño estanque templado con amoníaco, fosfatos, luz, calor y electricidad, donde se formaba un compuesto parecido a una proteína, dispuesto a experimentar transformaciones más complejas. La mayoría de los protagonistas de aquella historia no dejó descendientes.
Pudo haber linajes separados antes que el suyo, grupos hermanos contemporáneos que se extinguieron después o comunidades de microorganismos que intercambiaban tanto material genético que sus límites resultaban borrosos. ¿Dejaron algo?
En 2005, Cleland, filósofa de la Universidad de Colorado, en Estados Unidos, llegó a proponer que quizá siga existiendo en la Tierra una «biosfera en la sombra»: microorganismos que no comparten antepasado con nosotros y utilizan una química distinta, pero que no hemos detectado porque todos nuestros métodos de búsqueda están diseñados a partir de la vida conocida. Hasta hoy no se ha encontrado ninguna prueba de esa hipótesis. Sin embargo, señala un punto crucial: cuando salimos a buscar vida, llevamos una red hecha a nuestra propia imagen.
Por ahora, ninguna señal geoquímica puede atribuirse de manera fiable a «un linaje independiente que no descienda del último antepasado común». Los isótopos de carbono, los de azufre y las antiguas estructuras microscópicas, aunque logren demostrar que hubo actividad biológica, no permiten identificar su linaje.
Si un linaje no dejó descendientes, no transfirió horizontalmente genes reconocibles a los linajes que sobrevivieron y tampoco dejó un registro material con rasgos propios de su linaje, en principio no podemos recuperarlo a partir de los genomas actuales. La información sobre él se ha perdido de forma irreversible.
Si llegó a transferir genes horizontalmente a los linajes supervivientes, en teoría podría haber dejado en los genomas de hoy algunos genes solitarios de ramas profundas que no enlazan con el tronco. Pero distinguir entre «procede de un linaje temprano extinguido», «evolucionó a una velocidad excepcional» y «procede de un grupo actual del que todavía no tenemos muestras» es extraordinariamente difícil.
El enredo entre virus y células sigue escrito en nosotros mismos. Alrededor del ocho por ciento del genoma humano son restos insertados por antiguos retrovirus. Se han transmitido de generación en generación durante decenas de millones de años, y algunos incluso se han aprovechado para otras funciones: una proteína de la placenta que ayuda a fusionar células procede del gen de la envoltura de un virus antiguo.
A menudo se recurre a los virus para llenar ese hueco. Desde hace tiempo, algunos investigadores sostienen que ciertos genes centrales de replicación viral son antiquísimos. Quizá los virus no sean solo fragmentos que escaparon más tarde de las células; puede que incluso participaran en la introducción de distintos sistemas de replicación en las primeras células. Es la última de las explicaciones de la quinta sección.
Es cierto que entre los virus hay proteínas muy extendidas sin una correspondencia sencilla en las células. Pero el intercambio de genes entre virus y huéspedes es demasiado frecuente, y los virus carecen de un marcador tan universal como el ribosoma. No se puede construir un árbol viral que conecte de forma fiable con la raíz de bacterias y arqueas.
Los virus gigantes hicieron pensar en su momento que se había encontrado una cuarta forma de vida. En 1992 se aisló, del agua de una torre de refrigeración de un hospital de Bradford, en el Reino Unido, un microorganismo que parasitaba amebas. Era tan grande que podía verse con un microscopio corriente, y al principio se tomó por una bacteria.
En 2003, investigadores franceses confirmaron que en realidad era un virus. Tenía más genes que algunas bacterias y lo llamaron mimivirus, es decir, «virus que imita a las bacterias». Diez años después, investigadores de Marsella, en Francia, encontraron frente a las costas de Chile y en un estanque australiano unos pandoravirus aún mayores. Sus genomas superaban en tamaño a los de muchas bacterias, y la inmensa mayoría de sus genes no tenía correspondencia entre los organismos conocidos. En 2010 se habían comparado varias proteínas de virus gigantes: algunos árboles de parentesco los situaban en una rama profunda, fuera de los tres grandes grupos de seres vivos. De ahí nació la propuesta de un «cuarto dominio».
Un año después, un nuevo análisis atribuyó aquellas ramas profundas a la atracción de ramas largas y a la elección de los modelos. Un análisis más amplio de 2014 consideró que los virus gigantes podían surgir de pequeños virus de ADN que fueran creciendo al recoger genes de sus huéspedes, paso a paso. No hacía falta recurrir a un cuarto dominio extinguido. Hasta hoy no existe un cuarto dominio celular de aceptación general, ni un candidato a «linaje en la sombra» ampliamente aceptado.
Esta serie llama resto a la parte que la construcción no puede contener y que tampoco se puede eliminar. La construcción de este ensayo es un nodo de posición clara: toda la vida celular actual, al remontarse hacia atrás, confluye allí. Tiene dos restos.
El primer resto es que los propios materiales de construcción están en movimiento. Para que el árbol se sostenga, los genes tienen que pasar principalmente de progenitores a descendientes. Pero una gran cantidad de genes bacterianos viaja de lado.
Los genes centrales conservan un armazón vertical reconocible; cuanto más nos alejamos del centro, más se parece a una red. Si Woese tenía razón y la propia forma de árbol fue cristalizando poco a poco más tarde, el tramo en que se sitúa ese nodo podría corresponder precisamente a un tiempo en que el árbol aún no había terminado de formarse.
El segundo resto son las formas de vida que no dejaron descendientes. Están fuera del alcance de las pruebas. Del último antepasado común no hay ningún ejemplar porque es una relación, y las relaciones no quedan guardadas en las rocas. Las formas de vida contemporáneas suyas que no dejaron descendientes no dejaron siquiera esa relación: no están en las rocas ni en ningún genoma vivo.
Esta imposibilidad de separar dos clases de ausencia volverá una y otra vez. Los organismos de Ediacara del noveno ensayo y el registro fósil del undécimo plantean la misma pregunta: cuando algo no figura en el registro, ¿es porque nunca estuvo o porque estuvo y no dejó huellas?
Así se dibuja ese nodo: se utiliza lo que los seres vivos tienen en común para situarlo, y lo que les falta en común para perfilar su contorno. La transferencia horizontal no deja de agitar la parte compartida. En la parte ausente se mezclan dos cosas que no conseguimos separar: lo que nunca existió y lo que existió sin dejar rastro alguno.
Una célula de hace cuatro mil doscientos millones de años, dos mil seiscientos genes, que se alimenta de hidrógeno, expulsa ácido acético y quizá ya sabe recordar a los virus. El contorno del retrato se aclara de año en año, pero a su alrededor sigue habiendo un vacío invisible. Los criterios siguen cribando. Los genes siguen viajando de lado.