Un nuevo descubrimiento en biología acaba de volver a centrar la atención sobre la NASA. La Agencia Espacial Norteamericana llevaba varios días preparando una rueda de prensa en la que anunciar un "hallazgo astrobiológico".
Los dos grandes objetivos de las líneas de investigación de esta agencia son explicar el origen del universo y encontrar vida fuera de la Tierra, por lo que este anuncio ha llevado a multitud de especulaciones durante los últimos días. Especulaciones impacientes, en mi opinión, teniendo en cuenta que sólo había que esperar al día 2 de diciembre para que la sorpresa fuera desvelada (probablemente ese era el clima que pretendía crear la NASA).
En cualquier caso, la mayoría de estas especulaciones iban enfocadas a una nueva evidencia de vida fuera de nuestro planeta (probablemente por la confusión entre astrobiología y exobiología). El descubrimiento, por parte de la Dra. en biogeoquímica evolutiva Felisa Wolfe-Simon, no va por ahí, ni siquiera se trata de haber encontrado un nuevo ser vivo, sino de la capacidad de una bacteria de utilizar el arsénico (As) de un modo hasta ahora desconocido. El microorganismo en cuestión es una proteobacteria próxima al género Halomonas, un grupo de procariotas que viven en ambientes con muy altas concentraciones de sales.
El impacto de la noticia entre el público se centra en la palabra "arsénico", una sustancia altamente venenosa para la mayoría de los seres vivos conocidos (por su parecido con el átomo de fósforo, pero por la inestabilidad de las moléculas que forma). Para quienes no saben mucho del tema sería noticia hablar de cualquier ser vivo que no requiera de oxígeno para vivir; sin embargo, es bien sabido que existen multitud de bacterias anaerobias, algunas cuyo metabolismo depende del azufre, del nitrógeno, del hierro o de otros elementos. Aun así, la palabra "arsénico" sigue resultando novedosa. Igualmente no hay motivo, puesto que incluso en humanos, el arsénico es un elemento esencial, cuya carencia en la dieta (son requeridos entre 12 y 15μg diarios, a través de carne, pescado, verduras y cereales) está asociada a desórdenes nerviosos y vasculares.
Entonces, si la palabra "arsénico" no es la clave, ¿cuál es la novedad? Simple: el descubrimiento no está en el "qué", sino en el "cómo".
La Dra. Wolfe-Simon obtuvo bacterias del californiano y alcalino Lago Mono (el más antiguo de Norteamérica, datado en 760 000 años) y las sembró en medios de cultivo con fósforo. Poco a poco, fue sustituyendo ese fósforo por arsénico hasta que no quedaba nada del primero. El seguimiento del marcaje radiactivo del segundo indicó que estas bacterias no solo estaban metabolizando el arsénico, sino que lo habían incluido por completo en sus biomoléculas. Para ellas, la regulación de proteínas deja de depender de la fosforilación y desfosforilación de las mismas, los fosfolípidos de membrana ya no son fosfolípidos, su ATP ahora tiene arsénico en lugar de fósforo y, después de un largo etcétera, los nucleósidos de su material genético (ADN y ARN) no están enlazados con fosfatos, sino con arsenatos.Aquí está la clave. Hasta ahora teníamos bastante claro que los elementos primarios de los que siempre depende la vida son carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre, y que el arsénico es uno de los considerados elementos traza (con una concentración inferior a 100 partes por millón). Desde hoy ya sabemos que este pilar básico de la bioquímica puede tener excepciones: el arsénico puede desempeñar los mismos papeles que el fósforo. Esto no es, como muchas mentes maliciosas dirían, un duro golpe a la ciencia, sino todo lo contrario, un hito que la hace avanzar.
El descubrimiento, por tanto, del primer organismo no constituido por los seis bioelementos primarios tiene importantes implicaciones en investigación:
- Significa una prueba más en favor de la importancia de la presión ambiental en la evolución orgánica. Aún son desconocidas las rutas metabólicas de las que se valen estas Halomonadáceas, pero está claro que son rutas que han prosperado por aportar un beneficio en ese ambiente: la capacidad de sobrevivir (aun así hay que puntualizar que siguen teniendo mayor eficacia biológica en medios con fósforo).
- Empieza a reconsiderar el papel que cada elemento pudo tener en el origen de la vida, lo cuál no quiere decir que efectivamente fuera distinto al que aceptamos como válido. Y en principio, por lo que sabemos hasta ahora, tampoco podemos hablar de una forma de vida ajena al árbol filogenético que conocemos.
- Estimula el inicio de nuevos estudios sobre seres vivos basados en otros elementos. Es sabido por los químicos que otros elementos de la tabla periódica, por sus propiedades químicas, bien podrían llevar a cabo funciones típicas de los otros cinco bioelementos.
- Plantea la posibilidad de nuevas formas de vida en ambientes extremos en otras zonas del planeta. Por ejemplo, y sin ir más lejos, las concentraciones de arsénico en las minas de Río Tinto, en Huelva, son mayores aún que en el Lago Mono.
- Se puede contemplar la importancia de esta bacteria en usos agrícolas sin dependencia de fosfatos, así como en recuperación de hábitats contaminados.
- Y claro está, lo apuntado por la NASA: considerar la posibilidad de vida en planetas sin presencia de fósforo en su atmósfera.
Y como a mí siempre me gusta plantearme los principios últimos, se me ocurre una pregunta más: sabiendo ya que hay seres vivos cuya química, aunque basada en el carbono, se apoya en otros elementos ¿podría la vida originarse en base a esos otros elementos? ¿O solo podría basarse en ellos tras una sustitución evolutiva? El chauvinismo terrestre siempre está presente. Yo, en principio, tendería a ser parsimonioso, diciendo que probablemente se trate de una exaptación (una aplicación secundaria de una adaptación previa), sabiendo que estas bacterias son organismos con muchos mecanismos de estabilización (por eso pueden vivir en ambientes tan hostiles)... pero la pregunta sigue abierta a nuevos datos.
P.S.: Más información en Amazing.es y El Paleofreak.
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