Origen de las células eucariotas: alianzas microbianas y virus gigantes, no solo mitocondrias

La investigación, publicada en Nature, reescribe el relato del origen de la vida compleja. Virus gigantes, bacterias myxococcotas y planctomycetotas participaron en la construcción de las primeras células eucariotas.

La historia de la vida compleja acaba de ganar varios capítulos inéditos. Un equipo del Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) ha reconstruido el genoma del último ancestro común de todas las células eucariotas y ha descubierto que su origen no fue el resultado de una sola alianza simbiótica, sino de una compleja cooperación entre múltiples microorganismos… y virus gigantes. El hallazgo, publicado este miércoles en Nature, desmonta la teoría clásica de la endosimbiosis única que dominó la biología evolutiva durante décadas.

Lo que revela el genoma del último ancestro común

Durante más de cinco años, el equipo liderado por Toni Gabaldón, investigador ICREA en el BSC y el IRB, utilizó la potencia del superordenador MareNostrum para analizar los “fósiles genéticos” que aún conservan los organismos modernos. Tal y como explica Gabaldón, «nuestro estudio sugiere que ese relato sobre el origen de las células complejas es incompleto y hubo más actores en escena».

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El trabajo reconstruye el genoma de LECA (el acrónimo inglés de último ancestro común eucariota), el microorganismo del que descendemos todas las plantas, los hongos, los animales y el resto de seres con núcleo celular. Al comparar las huellas genéticas de decenas de especies actuales, los científicos identificaron fragmentos de ADN que no encajaban con la versión oficial de la endosimbiosis: la que postulaba que una arquea ancestral simplemente engulló una bacteria que acabaría convertida en mitocondria.

Los datos del superordenador muestran que, además de esa bacteria simbionte, otros microbios contribuyeron con piezas esenciales. La bacteria myxococcota aportó buena parte de los «materiales de construcción» necesarios para crear compartimentos internos, mientras que la bacteria planctomycetota ayudó a desarrollar la estructura interna y los mecanismos de transporte que permiten a una célula compleja organizarse y funcionar.

Y luego están los virus gigantes, la estrella inesperada del proceso. El estudio ha encontrado huellas genéticas de su presencia en LECA. Según los autores, estos virus actuaron como vehículos involuntarios de transferencia genética: durante las infecciones, podían incorporar por error fragmentos de ADN de una célula y transportarlos posteriormente a otra, acelerando así la mezcla de genes que hizo posible la complejidad celular.

El origen de la célula eucariota no fue un flechazo simbiótico, sino una larga negociación entre bacterias, arqueas y virus gigantes en los tapetes microbianos del océano primitivo.

Virus gigantes y bacterias olvidadas, los socios inesperados

Hasta ahora, la teoría de Lynn Margulis había bastado para explicar la transición evolutiva más importante desde el origen de la vida. La investigadora estadounidense propuso en los años 60 que las células con núcleo surgieron cuando una célula primitiva fagocitó una bacteria aerobia y, en lugar de digerirla, la convirtió en mitocondria. La idea resultó revolucionaria y, con el tiempo, se demostró correcta en lo esencial. Pero no era la historia completa.

Los investigadores del IRB y el BSC-CNS proponen ahora un escenario mucho más coral, que encaja con las condiciones de los tapetes microbianos que cubrían los fondos marinos hace 2.000 millones de años. Estas biopelículas estratificadas funcionaban como una suerte de lasaña viva: en las capas más profundas habitaban las arqueas ancestrales, sobre ellas se disponían distintos grupos bacterianos y en las superiores proliferaban organismos adaptados al oxígeno.

La proximidad física entre tantas especies distintas favoreció un intercambio genético constante y horizontal. «La evolución de la célula compleja no fue un acontecimiento repentino sino una lenta escalada que se prolongó durante cientos de millones de años», explica Gabaldón. Los datos apuntan a que solo al final de ese proceso, tras innumerables transferencias y recombinaciones, aparecieron las primeras células eucariotas capaces de albergar orgánulos y sustentar la vida multicelular.

endosimbiosis

Por qué este hallazgo obliga a reescribir los libros de biología

El descubrimiento tiene implicaciones que van más allá de la paleobiología. Si la complejidad celular no surgió de una sola endosimbiosis sino de una cooperación prolongada entre múltiples socios microbianos, la biología sintética gana un nuevo manual de instrucciones. Comprender cómo la evolución aprendió a crear compartimentos especializados, utilizando virus como lanzaderas genéticas, abre la puerta a diseñar microorganismos capaces de fabricar medicamentos, producir materiales avanzados o capturar contaminantes con una eficiencia hoy inimaginable.

No obstante, conviene recordar que el estudio se basa en una reconstrucción computacional de genomas actuales, no en fósiles celulares que puedan observarse directamente. La solidez del trabajo, avalada por su publicación en Nature tras un riguroso proceso de revisión por pares, reside en la coherencia estadística de las señales genéticas detectadas. Pero, como siempre ocurre con los eventos que sucedieron hace 2.000 millones de años, cada nueva pieza del puzle obliga a probar el resto del modelo.

Lo que sí está claro es que la historia de nuestro origen se parece cada vez menos a un relato lineal y más a un bullicioso mercado de genes en el que ningún microorganismo actuó en solitario. «Estamos ante un relato que nos ayuda a responder una pregunta tan profunda como entender qué somos y de dónde venimos», apunta Gabaldón, y esa pregunta probablemente no encontrará su respuesta definitiva hasta que tengamos más datos de los próximos superordenadores.

🔬 Ficha del Descubrimiento

  • Qué se ha descubierto: El ancestro común de todas las células eucariotas (LECA) surgió de la colaboración de múltiples bacterias y virus gigantes, no solo de la endosimbiosis mitocondrial.
  • Dónde: La investigación se ha realizado en Barcelona (IRB y BSC-CNS), analizando genomas de organismos actuales; el proceso evolutivo ocurrió en tapetes microbianos de los océanos primitivos.
  • Institución responsable: Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB) y Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), con financiación ICREA.
  • Cuándo: Estudio publicado el 10 de junio de 2026 en Nature, tras más de cinco años de análisis computacional.
  • Impacto a futuro: Reescribe la teoría de la endosimbiosis y sienta las bases para diseñar microorganismos sintéticos con aplicaciones en medicina, materiales y medio ambiente.

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