Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han recreado en laboratorio la nitrogenasa primigenia, la molécula que permitió a los primeros microbios fijar nitrógeno en la Tierra primitiva, sentando las bases de toda la biología terrestre.
La molécula clave de la vida temprana
El nitrógeno, gas más abundante en nuestra atmósfera (78%), no puede ser utilizado directamente por la mayoría de los organismos. La nitrogenasa es la única enzima capaz de transformarlo en compuestos útiles como el amoníaco, esenciales para construir ADN, proteínas y células.
Los investigadores retrocedieron 3.200 millones de años en el árbol evolutivo mediante algoritmos y comparaciones genéticas de microbios actuales para deducir la secuencia exacta de esta enzima ancestral. Luego la introdujeron en la bacteria moderna Azotobacter vinelandii, que la reconoció y la hizo funcionar, replicando el mismo metabolismo que sus antepasados primitivos.
Confirmación de biofirmas antiguas
Durante su actividad, la nitrogenasa deja huellas isotópicas de nitrógeno en rocas sedimentarias. Estas firmas químicas habían sido interpretadas como evidencia de fijación de nitrógeno en el pasado, pero nunca se había probado experimentalmente.
El experimento confirmó que la enzima ancestral producía exactamente las mismas proporciones isotópicas, demostrando que la biología temprana funcionaba de manera muy similar a la actual y validando el uso de estas biofirmas para estudiar la historia de la vida en la Tierra.
Implicaciones para la astrobiología
El hallazgo tiene impacto más allá de nuestro planeta:
- Permite afinar la búsqueda de vida extraterrestre, identificando biofirmas fiables en otros mundos.
- Ayuda a interpretar resultados de rovers en Marte o futuras sondas a lunas heladas de Júpiter y Saturno.
- Confirma que ciertas funciones moleculares han permanecido prácticamente inalteradas durante más de 3.000 millones de años, un testimonio de la fuerza de la selección natural.
Como dice Betül Kaçar, líder del estudio:
«La búsqueda de vida empieza aquí en casa. Necesitamos comprender nuestro propio pasado para entender la vida en otros lugares».
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