Una expansió genètica de fa 3.000 milions d’anys assenyalà la maduresa de la biosfera

Paleogenètica: La Terra és habitada des de, probablement, fa més de 3.800 milions d’anys. És plausible que les condicions de la Terra primitiva permetessin l’aparició de diversos llinatges protocel·lulars. Eventualment, però, únicament un llinatge va sobreviure, i d’ell van sorgir els bacteris i arqueons actuals. No fou fins un parell de milers de milions d’anys que van aparèixer, mitjançant processos endosimbiòtics, les primeres cèl·lules eucariotes. L’aparició dels primers organismes pluricel·lulars, fa 1.000 milions d’anys, i la colonització posterior d’oceans i de continents, no altera el fet que el protagonisme a la biosfera el tenen bacteris i arqueons. A partir de la diversitat actual de microorganismes ens podem fer una idea de la història evolutiva d’aquests microorganismes? Sí, però segurament incompleta, ja que grups de microorganismes rellevants en el passat potser ara ja s’han extingit o, en cas de sobreviure, encara no han estat descrits. A la revista Nature, Lawrence A. David i Eric J. Alm fan un ambiciós estudi sobre la diversitat genètica global. I arriben a la conclusió que el període de més ràpida diversificació de la vida es produeix en l’Arqueà, fa més de 2.500 milions d’anys. El 27% de les famílies modernes de gens es van originar en aquell període.

Un estudi de 3.983 famílies de gens

David i Alm no són tan interessats en la “història evolutiva dels organismes” com en la “història evolutiva dels gens”. Certament, és possible parlar d’una “genosfera”, és a dir de l’ensems format per tots els gens presents en la biosfera, amb independència de quin organisme els deté. Aquesta perspectiva és especialment rellevant en molts grups de bacteris on, a més de la transmissió vertical de gens (de cèl·lules mare a cèl·lules filles) pot haver-hi una transmissió horitzontal de gens entre llinatges no directament emparentats.

David i Alm han estudiat 3.983 famílies de gens, present en tota mena d’organismes (bacteris, arqueons, eucarionts). Els gens d’una família són emparentats. Els fenòmens de “naixement de gens” són relativament rars en la història evolutiva. El més habitual és que els gens siguin el producte de duplicacions de gens anteriors, que els “duplicats” siguin transferits en diverses regions del genoma (o en diversos genomes) i que les “còpies duplicades” segueixin un curs evolutiu propi. Aquest curs evolutiu propi pot portar-les a l’extinció (transformació en pseudogen, no funcional) o a l’adopció de noves funcions. Per exemple, dins de la família de les globines, podem trobar les proteïnes que integren l’hemoglobina que transporta l’oxigen en la nostra sang o podem trobar les que integren la leghemoglobina que preserva un ambient anòxic per als nòduls de les arrels de les lleguminoses.

David i Alm empren un model macroevolutiu per segueix el naixement de gens, la transferència, la duplicació i la pèrdua. Obtenen aquest gràfic:

Fa uns 3.500 milions d’anys, domina el procés de “naixement de gens” (vermell). És l’època “genogenètica”. A banda de l’aparició de nous gens, hi ha la transferència de còpies, per bé que aquest procés té una importància menor en la diversitat genètica.

Fa 3.000 milions d’anys hi ha una explosió en l’aparició de nous gens. Es calcula que el 27% de les principals famílies gèniques neixen en aquest període. Molts d’aquests nous gens es troben implicats en l’aparició de metabolisme respiratori d’oxigen (O2). Se suposa que és en aquesta època que la concentració d’oxigen en l’atmosfera comença a pujar paulatinament, davant de la proliferació d’organismes fotosintètics. La biosfera va rebre la primera “gran crisi”, com evidencia el fet que aquesta època també és una època d’enorme “pèrdua de gens” (groc).

Fa 2.500 milions d’anys entrem en el Proterozoic. L’aparició de nous gens és cada vegada un procés més marginal, i pràcticament absent en els darrers 1.000 milions d’anys. La “pèrdua de gens” és compensada per la “transferència de gens”. També adquireix una importància creixent, la “duplicació de gens”, especialment en els darrers 2.000 milions d’anys.

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada