Hace unos 2.400 millones de años, unas bacterias primitivas aprendieron a usar la luz del sol para fabricar azúcar a partir de agua y dióxido de carbono. Aquel salto evolutivo no solo alimentó a los primeros ecosistemas: inundó la atmósfera de oxígeno y cambió para siempre la historia de la Tierra. Ahora, un equipo de científicos ha encontrado en un linaje ancestral de cianobacterias una suerte de cápsula del tiempo que conserva, casi intacta, la maquinaria con la que la vida aprendió a respirar luz.
Un fósil viviente de la fotosíntesis primigenia
Todo empezó con una minúscula mancha verde en una hoja de antocerote llegada de Panamá. El técnico de laboratorio Duncan Hauser creyó haber limpiado la muestra a fondo, pero una bacteria había sobrevivido. Su ADN reveló que no era una cianobacteria cualquiera: pertenecía al enigmático grupo de las Gloeobacterias, un linaje que se separó del resto de las cianobacterias hace más de 2.000 millones de años. Bautizada como Anthocerotibacter panamensis, la nueva especie se distingue incluso de sus parientes más cercanos: su rama se bifurcó hace 1.400 millones de años.
«No es una especie rara aislada. Refleja un patrón real de conservación de herramientas primitivas», explica Christen Grettenberger, geoquímico de la Universidad de California en Davis. El hallazgo, publicado en Current Biology en 2021, fue la primera pista de que estas bacterias guardaban secretos sobre el origen de la fotosíntesis oxigénica.
Una antena en forma de remo y la ausencia de tilacoides
Al observarla con criomicroscopía electrónica, el equipo de Fay-Wei Li, del Boyce Thompson Institute, encontró anomalías fascinantes. A. panamensis carece de tilacoides, los compartimentos apilados que albergan la maquinaria fotosintética en casi todas las cianobacterias modernas y en los cloroplastos de las plantas. En su lugar, los fotosistemas se incrustan directamente en la membrana plasmática externa, como ocurría antes de que evolucionaran los tilacoides.
La antena captadora de luz también desconcertó: no era el abanico semicircular típico, sino una estructura que recuerda un remo de canoa. Esa forma reduce drásticamente la eficiencia fotosintética porque atrapa menos fotones. Sin embargo, cuando los los fotones llegan al centro de reacción, el mecanismo que convierte la luz en energía química es casi idéntico al de otras Gloeobacterias, según reveló un estudio detallado del fotosistema I publicado en mayo de 2025 en PNAS por el equipo de Christopher Gisriel, de la Universidad de Wisconsin-Madison.
La naturaleza dio con una solución y, una vez que funcionó, apenas la modificó en más de dos mil millones de años.
Por qué esta bacteria diminuta ilumina el origen de la vida compleja
La conservación del núcleo del fotosistema I mientras las antenas varían sugiere que la maquinaria central de la fotosíntesis oxigénica se fijó muy pronto en la historia evolutiva. «Todos los complejos proteicos fotosintéticos descienden de un origen común», apunta Robert Blankenship, bioquímico de la Universidad Washington en San Luis, «pero la naturaleza exacta de ese primer organismo sigue siendo un enigma». Por eso A. panamensis es tan valiosa: permite asomarse a una época en la que los dos fotosistemas aún no se habían duplicado ni especializado.
Aunque la mayoría de los científicos acepta que la fotosíntesis anoxigénica (sin producción de oxígeno) apareció antes, el orden en que surgieron los fotosistemas I y II sigue debatiéndose. Lo que estos estudios dejan claro es que la maquinaria básica se preservó con un celo casi inamovible, mientras la innovación se concentró en las antenas y en estructuras como los tilacoides. No es una superstición evolutiva: es un diseño que funcionó a la primera.
Quedan preguntas abiertas. ¿Cómo se ensambló el primer fotosistema a partir de piezas más simples? ¿Cuándo apareció la capacidad de romper el agua y liberar oxígeno? Las Gloeobacterias, y en especial esta especie recién llegada, son ahora el laboratorio natural más cercano que tenemos para responderlas.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: Un linaje ancestral de cianobacterias (Gloeobacterias) que conserva rasgos primitivos de la maquinaria fotosintética, incluyendo la especie Anthocerotibacter panamensis.
- Dónde: Aislada de una hoja de antocerote procedente de Panamá, estudiada en el Boyce Thompson Institute (Nueva York, EE.UU.).
- Institución responsable: Equipos liderados por Fay-Wei Li (Boyce Thompson Institute) y Christopher Gisriel (Universidad de Wisconsin-Madison). Estudio principal publicado en PNAS en mayo de 2025.
- Cuándo: La especie se describió en 2021; el análisis detallado del fotosistema I se publicó en mayo de 2025.
- Impacto a futuro: Ayuda a reconstruir la evolución de la fotosíntesis oxigénica, clave para entender cómo la Tierra se oxigenó y surgió la vida compleja.
