Cuatro científicos españoles ganan premio de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. por explicar cómo la vida compleja conquistó la Tierra

La Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos ha otorgado el premio Cozzarelli al mejor estudio del año en biología a cuatro científicos españoles que han resuelto uno de los enigmas fundamentales de la evolución: cómo la vida en la Tierra superó un callejón sin salida que impedía el desarrollo de formas complejas, según informó El País.

Los galardonados son Jordi Bascompte, biólogo catalán de 59 años que trabaja en la Universidad de Zúrich en Suiza; Bartolo Luque, barcelonés de 59 años y profesor de matemática aplicada en la Universidad Politécnica de Madrid; Fernando Ballesteros, astrofísico de la Universidad de Valencia especializado en el estudio de planetas extrasolares; y Enrique Muro, físico que se unió al equipo a lo largo de los años.

El premio Cozzarelli fue creado hace 20 años para reconocer los mejores trabajos entre los miles de estudios publicados por la Academia en seis categorías, entre ellas la biología. Esta es la segunda vez que recae en científicos españoles, según la fuente.

**El origen de una pregunta de 33 años**

La investigación comenzó hace más de tres décadas, en 1993, en un pequeño despacho de la Universidad Politécnica de Cataluña, donde Bascompte y Luque eran estudiantes de doctorado. Uno apasionado de la biología, el otro de la física, comenzaron a intercambiar problemas para atraer al otro a su terreno, según relató Bascompte.

Uno de esos problemas planteaba que si la vida en la Tierra hubiera seguido su curso inicial, hoy no habría humanos, ni animales, ni plantas, ni cualquier forma de vida compleja; solo microbios. "Es uno de los artículos más bonitos de mi carrera", explicó Bascompte. "El problema está en el corazón de la evolución de la vida, pero la solución solo ha sido posible pasando por la física y la computación", añadió.

Ballesteros destacó que el trabajo es un raro ejemplo de "ciencia lenta": 33 años desde la primera pregunta hasta la publicación de la solución. "La ciencia de frontera, donde se tocan los diferentes campos, es muy fructífera, pero lamentablemente no hay mucha gente haciéndola", apuntó el astrofísico valenciano.

**El callejón sin salida evolutivo**

"Durante la mitad de la historia de la vida en la Tierra, la evolución estaba en un callejón sin salida", explicó Bascompte. Los primeros seres vivos eran microbios aparecidos hace unos 3.500 millones de años. Estas criaturas inventaron la respiración y la fotosíntesis, la forma de convertir la luz en alimento, pero su creciente complejidad dependía de su capacidad de fabricar proteínas cada vez más largas, usando para ello la receta escrita en su ADN.

Las posibilidades de ese código eran finitas, y llegó un momento en el que ya no era posible alargar más esas moléculas. "Se chocaron contra un muro que impedía la complejidad de los sistemas biológicos", expuso Bascompte, según la fuente.

**La solución en dos pasos**

La solución llegó en dos pasos, según describe el estudio premiado. Primero, como propuso la bióloga Lynn Margulis —y fue ridiculizada por ello por gran parte de sus colegas—, un microbio asimiló a otro y, en lugar de digerirlo, lo admitió como un nuevo órgano que le proporcionaba energía. Fue el origen de los cientos de mitocondrias que, en la actualidad, hay en cada una de nuestras células y nos permiten obtener la energía para vivir.

Pero el problema de la complejidad genética continuaba, y aquí es donde entra el arsenal de la matemática, la física y la computación. El trabajo premiado describe que hubo un "cambio de fase algorítmico" que permitió, por ejemplo, que un solo gen pudiese fabricar varias proteínas, y que la complejidad pudiese seguir aumentando.

Esa capacidad surgió en secuencias de ADN no codificantes, que no tenían la receta para fabricar proteínas. Sin estas largas secuencias genéticas, también conocidas como ADN basura, y capaces de multiplicarse a lo largo del genoma, no podría haberse dado el salto, la revolución, 1.000 millones de años después de la aparición de la vida. Esta permitió la posterior aparición de células complejas, y de los organismos pluricelulares: hongos, plantas y animales, entre ellos, los humanos, según el estudio.

**El agujero negro de la biología**

El biólogo evolutivo Nick Lane llama a esto el agujero negro de la biología: ¿por qué vemos un salto radical entre formas de vida simples y complejas sin nada intermedio? "Lo que muestra nuestro trabajo", apuntó Bascompte, "es que no puede haber formas intermedias, porque ese cambio, esa transición, tiene que suceder, como predice la física, con una transición de fase. Y eso conlleva la idea de cambio rápido y abrupto".

Luque explicó que las herramientas teóricas que usaron las fueron acumulando a lo largo del tiempo. "Parece que todas hayan convergido al mismo sitio, porque los datos han salido redondos", apostilló el profesor de matemática aplicada.

**Determinismo frente a azar evolutivo**

A estos cuatro científicos también les han llovido las críticas por parte de expertos en genética de poblaciones, reconoció Luque. "Toda fuente de orden emerge del azar y de la evolución, la base de la teoría de Darwin", expuso.

El evolucionista Stephen Jay Gould lo ilustró con un ejercicio mental: si pudiésemos rebobinar la cinta de la vida hasta hace 541 millones de años y volviésemos a darle al play, probablemente los humanos, y muchos otros mamíferos, ya no estaríamos aquí. La evolución es un proceso de prueba y error totalmente aleatorio.

En cambio, el nuevo trabajo puede ser un shock porque es determinista, advirtió Luque. "Una vez que la evolución consiguió la primera célula más sencilla, ya con un sistema autorregulador genético, ya estaba determinado por la física del problema que, justo 1.000 millones de años después, aparecería algo realmente nuevo. No sabíamos qué iba a ser exactamente, pero sí que era una transición algorítmica. Es sorprendente, pero eso dicen los datos", concluyó el científico barcelonés.

El trabajo representa un ejemplo de colaboración interdisciplinaria entre biología, física, matemáticas y computación, campos que raramente convergen en investigaciones de esta magnitud, según destacaron los investigadores.