Arqueas: tercer dominio de la vida

"Por supuesto que son bacterias", cuenta el microbi¨®logo Ralph Wolfe que le contest¨® a su colega Carl Woese cuando ¨¦ste le comunic¨® que los microorganismos generadores de metano que hab¨ªan incluido en sus estudios gen¨¦ticos ten¨ªan que ser diferentes de las bacterias y de todos los dem¨¢s seres vivos conocidos. Era entonces el a?o 1977 y este equipo de investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (EE UU) acababa de descubrir las arqueas, un incre¨ªble hallazgo que cambiar¨ªa por completo la clasificaci¨®n de la vida. Ahora, 30 a?os despu¨¦s, la Universidad de Illinois ha celebrado recientemente un acto conmemorativo en el Museo Spurlock para recordar aquella investigaci¨®n y plantear c¨®mo los an¨¢lisis gen¨¦ticos contin¨²an revolucionando la biolog¨ªa y, en particular, la ecolog¨ªa microbiana.

Aquellos microbios s¨®lo crec¨ªan en ambientes sin ox¨ªgeno

"Se produjo un asombro generalizado", recuerda Woese

Se han descrito unas 250 arqueas, pero se supone que son millares

Todas las descritas proceden de los ambientes m¨¢s extremos

La primera reacci¨®n de Wolfe estaba justificada, pues, a trav¨¦s del microscopio, aquellos microbios metanog¨¦nicos que s¨®lo crec¨ªan en ambientes sin ox¨ªgeno ten¨ªan el mismo tama?o y la misma apariencia celular que cualquier bacteria. Desde el punto de vista del estudio morfol¨®gico tradicional, eran iguales. Y por ello se los situaba dentro del superreino de las bacterias, uno de los dos en los que se clasificaba entonces toda la vida del planeta, junto al de los eucariotas (formado a su vez por los animales, las plantas, los hongos, las algas...). Sin embargo, los novedosos an¨¢lisis gen¨¦ticos llevados a cabo por el equipo de Woese obligaban de pronto a redibujar este ¨¢rbol de la vida y a a?adir una tercera gran rama.

En s¨ª, los estudios del equipo de Woese, integrado por George Fox, William Balch y Linda Magrum, aparte de Wolfe, se centraban en comparar distintos organismos a partir de ARN ribos¨®mico (ARN-r), una mol¨¦cula presente en todos los seres vivos, adem¨¢s de una especie de firma gen¨¦tica que distingue a cada grupo biol¨®gico. Fue al analizar las series de nucle¨®tidos del ARN-r de los metanog¨¦nicos cuando descubrieron que no se correspond¨ªan con ning¨²n otro ser vivo.

Wolfe tuvo que comprobar ¨¦l mismo las secuencias para admitirlo: "Me convert¨ª en un creyente", comentar¨ªa luego. La revista cient¨ªfica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) public¨® el hallazgo en octubre de 1977 y un mes despu¨¦s sac¨® un segundo art¨ªculo en el que los investigadores de la Universidad de Illinois propon¨ªan ya una nueva clasificaci¨®n de la vida con tres superreinos o dominios: eucariotas, eubacterias y arqueobacterias. Unas denominaciones que m¨¢s tarde se modificar¨ªan por eucariotas, bacterias y arqueas.

"Se produjo un asombro generalizado y un sentimiento de que algo grande hab¨ªa sido descubierto", recuerda Woese, que a sus 79 a?os contin¨²a trabajando en el Institute for Genomic Biology de la Universidad de Illinois. Sin embargo, no todos los cient¨ªficos estaban dispuestos a aceptar este cambio y algunos lo consideraron una hip¨®tesis fant¨¢stica basada en datos poco fiables. Tuvieron que pasar a?os para que se acabara imponiendo el tercer dominio de la vida. Con todo, en 2003, Woese recibi¨® el Premio Crafoord, un galard¨®n otorgado por la Real Academia Sueca de Ciencias a los cient¨ªficos con campos de estudio que no entran en ninguna de las categor¨ªas de los Nobel.

"Ha sido una revoluci¨®n copernicana en la forma de establecer las relaciones de parentesco entre los seres vivos", asegura Jos¨¦ Luis Sanz, profesor titular de Microbiolog¨ªa de la Universidad Aut¨®noma de Madrid (UAM), que explica que los investigadores estadounidenses eligieron el nombre arquea, o archaea, que significa arcaico o antiguo, porque aquellos microorganismos que estudiaban crec¨ªan en ausencia de ox¨ªgeno y produc¨ªan metano, lo que recordaba a una atm¨®sfera primitiva de los or¨ªgenes de la vida. "Fue casualidad, pero Woese acert¨®", detalla el microbi¨®logo espa?ol, "pues aunque por t¨¦cnicas moleculares se ha detectado la presencia de muchas arqueas que no viven en estos ambientes extremos, lo cierto es que de los tres dominios ¨¦ste probablemente sea el m¨¢s antiguo".

Hace 30 a?os, eran poco m¨¢s de media docena las especies conocidas que pod¨ªan integrar el superreino reci¨¦n descubierto por los investigadores de la Universidad de Illinois. Hoy, como detalla el profesor de la Aut¨®noma de Madrid, se han descrito unas 250 arqueas, si bien se supone que deben de ser millares. Como ocurre con las bacterias, de las que tambi¨¦n se han descrito tan s¨®lo unas 7.000 especies, resulta muy dif¨ªcil aislar e identificar de forma precisa estos seres vivos que se cree son justamente los m¨¢s numerosos. Y esto obliga a los cient¨ªficos a trabajar con complicadas secuencias gen¨¦ticas con las que poder comparar las arqueas entre s¨ª. "Las t¨¦cnicas de ecolog¨ªa molecular permiten tener una idea de la composici¨®n microbiana de un ecosistema, pero no caracterizar cada metabolismo concreto", destaca Sanz, quien cree que todo esto obligar¨¢ a volver a la microbiolog¨ªa tradicional.

Por otro lado, aunque se tiene la certeza de que existen arqueas en h¨¢bitats considerados normales por el ser humano, se da la paradoja de que todas las descritas proceden de los m¨¢s extremos: por encima de los 80 grados cent¨ªgrados de temperatura, ambientes sin ox¨ªgeno, aguas hipersalinas o ¨¢cidas... Asimismo, no dejan de quedar algunos interrogantes muy interesantes por resolver: "?C¨®mo es posible que se puedan encontrar individuos del g¨¦nero Sulfolobus, una arquea que vive a 80 grados y con un pH de 2.5, en g¨¦iseres de EE UU, Islandia, Jap¨®n o Italia que no tienen ninguna conexi¨®n entre s¨ª?", se pregunta el microbi¨®logo espa?ol.