Es como algo salido de la ciencia ficción. La investigación dirigida por el Laboratorio Bigelow de Ciencias Oceánicas ha revelado que un grupo de microbios, que se alimentan de reacciones químicas desencadenadas por la radiactividad, han estado en un punto muerto evolutivo durante millones de años. El descubrimiento podría haberimplicaciones significativas para las aplicaciones de la biotecnología y la comprensión científica de la evolución microbiana.
"Este descubrimiento muestra que debemos tener cuidado al hacer suposiciones sobre la velocidad de la evolución y cómo interpretamos el árbol de la vida", dijo Eric Becraft, el autor principal del artículo. "Es posible que algunos organismos entren en unevolutivo a toda velocidad, mientras que otros se ralentizan, desafiando el establecimiento de líneas de tiempo moleculares confiables ".
Becraft, ahora profesor asistente de biología en la Universidad del Norte de Alabama, completó la investigación como parte de su trabajo postdoctoral en el Laboratorio Bigelow y la publicó recientemente en el grupo editorial Nature Diario ISME .
El microbio, Candidatus Desulforudis audaxviator, fue descubierto por primera vez en 2008 por un equipo de científicos, dirigido por Tullis Onstott, coautor del nuevo estudio. Encontrado en una mina de oro sudafricana a casi dos millas debajo de la superficie de la Tierra, los microbios adquieren la energíanecesitan de las reacciones químicas causadas por la desintegración radiactiva natural de los minerales. Habitan cavidades llenas de agua dentro de las rocas en un ecosistema completamente independiente, libre de la dependencia de la luz solar o de cualquier otro organismo
Debido a su biología y aislamiento únicos, los autores del nuevo estudio querían comprender cómo evolucionaron los microbios. Buscaron otras muestras ambientales de las profundidades subterráneas y descubrieron Candidatus Desulforudis audaxviator en Siberia y California, así como en varias minas adicionales en Sudáfrica. Dado que cada entorno era químicamente diferente, estos descubrimientos brindaron a los investigadores una oportunidad única para buscar las diferencias que han surgido entre las poblaciones durante millones de años.de la evolución.
"Queríamos usar esa información para comprender cómo evolucionaron y qué tipo de condiciones ambientales conducen a qué tipo de adaptaciones genéticas", dijo el científico investigador principal del laboratorio Bigelow, Ramunas Stepanauskas, autor correspondiente del artículo y asesor postdoctoral de Becraft ".Pensamos en los microbios como si fueran habitantes de islas aisladas, como los pinzones que Darwin estudió en las Galápagos ".
Utilizando herramientas avanzadas que permiten a los científicos leer los planos genéticos de células individuales, los investigadores examinaron los genomas de 126 microbios obtenidos de tres continentes. Sorprendentemente, todos resultaron ser casi idénticos.
"Fue impactante", dijo Stepanauskas. "Tenían el mismo maquillaje, así que empezamos a rascarnos la cabeza".
Los científicos no encontraron evidencia de que los microbios puedan viajar largas distancias, sobrevivir en la superficie o vivir mucho tiempo en presencia de oxígeno. Por lo tanto, una vez que los investigadores determinaron que no había posibilidad de que las muestras estuvieran contaminadas de forma cruzada durante la investigación, las explicaciones plausibles disminuyeron..
"La mejor explicación que tenemos en este momento es que estos microbios no cambiaron mucho desde que sus ubicaciones físicas se separaron durante la desintegración del supercontinente Pangea, hace unos 175 millones de años", dijo Stepanauskas. "Parecen ser fósiles vivientes de aquellosdías. Eso suena bastante loco y va en contra de la comprensión contemporánea de la evolución microbiana ".
Lo que esto significa para el ritmo de la evolución microbiana, que a menudo ocurre a un ritmo mucho más acelerado, es sorprendente. Muchas bacterias bien estudiadas, como E. coli , se ha encontrado que evolucionan en solo unos pocos años en respuesta a cambios ambientales, como la exposición a antibióticos.
Stepanauskas y sus colegas plantean la hipótesis de que la evolución estancada que descubrieron se debe a las poderosas protecciones del microbio contra la mutación, que esencialmente han bloqueado su código genético. Si los investigadores están en lo cierto, esta sería una característica rara con beneficios potencialmente valiosos.
Las enzimas microbianas que crean copias de moléculas de ADN, llamadas ADN polimerasas, se utilizan ampliamente en biotecnología. Las enzimas con alta fidelidad o la capacidad de recrearse a sí mismas con pequeñas diferencias entre la copia y el original, son especialmente valiosas.
"Existe una gran demanda de ADN polimerasas que no cometan muchos errores", dijo Stepanauskas. "Tales enzimas pueden ser útiles para la secuenciación del ADN, las pruebas de diagnóstico y la terapia génica".
Más allá de las aplicaciones potenciales, los resultados de este estudio podrían tener implicaciones de gran alcance y cambiar la forma en que los científicos piensan sobre la genética microbiana y el ritmo de su evolución.
"Estos hallazgos son un poderoso recordatorio de que las diversas ramas microbianas que observamos en el árbol de la vida pueden diferir enormemente en el tiempo transcurrido desde su último ancestro común", dijo Becraft. Comprender esto es fundamental para comprender la historia de la vida en la Tierra.. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Bigelow de Ciencias Oceánicas . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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