jueves, 25 de mayo de 2017

Día del orgullo friki 2017: Las arqueas de Asgard

Un año más nos toca celebrar el Día del orgullo friki, una festividad que, no sé porqué, cada vez tengo más presente en el calendario, y que ya casi no me hace falta mirar para comprobar que se celebra el 25 de mayo. Aquí, en La Ciencia de la vida, llevamos ya muchos años celebrando este día con entradas sobre nombres científicos frikis, sobre proteínas Pokémon o inspiradas en Hobbits, sobre genes con nombres raros, sobre nombre científicos de seres vivos inspirados en gente famosa, sobre nombre científicos tolkianos o sobre avispas de Juego de tronos.

Hoy volvemos a recurrir a la nomenclatura de los seres vivos, pero nos vamos al mundo de las arqueas, unos seres extraños por desconocidos pero que llevan mucho tiempo en nuestro mundo, y que este año nos han regalado una aparición estelar en la revista Nature, con un grupo de ellas completo dedicado a los dioses de la mitología nórdica.

Odín. Fuente



Pero antes de empezar a hablar de mitología y de dioses, pongámonos en situación y expliquemos lo que son las arqueas. Se trata de unos microorganismos llamados arqueas o arqueobacterias, proviniendo ambos términos del griego Arkhaia, que significa Antiguas. Son organismos procarióticos, es decir sin núcleo ni ningún tipo de orgánulos membranosos en su interior, muy similares a las bacterias, pero con diferencias fundamentales con ellas, tanto que conforman su propio dominio, en la clasificación de los seres vivos. 

La clasificación en tres dominios integrando a la de los cinco reinos. Fuente

Tradicionalmente se han clasificado en el reino Monera, junto a las bacterias, aunque actualmente no se suelen incluir allí puesto que tienen una historia evolutiva independiente y muchas diferencias metabólicas con el resto de formas de vida. De ahí la necesidad de incluirlas en una categoría taxonómica diferente y clasificarlas en un dominio separado de los demás seres vivos. Hablamos entonces de una categoría superior a la tradicional de cinco reinos, y clasificamos a los seres vivos en tres dominios: Archaea (donde se incluyen nuestras protagonistas), Bacteria (donde están el resto de organismos con organización procariota, las bacterias) y Eucarya (donde se incluyen todos los organismos con organización ecuariota, es decir, los protozoos, las algas, los hongos, los animales y las plantas). 

Arqueas. Fuente

Dentro del dominio Archaea podemos establecer una división en cinco filos conocidos, aunque se siguen identificando más, por lo que la clasificación de estos seres en la actualidad es difícil y cambiante. Inicialmente, las arqueas era consideradas todas como extremófilas que vivían en ambientes hostiles tales como aguas termales y lagos salados, pero actualmente se encuentran arqueas casi cualquier hábitat conocido, como el suelo, los océanos u otros seres vivos, como por ejemplo en el interior del colon humano.

Arqueas. Fuente

Muchas veces hemos hablado aquí de Lynn Margulis, esa gran mujer que enunció su teoría endosimbiótica allá por los años 60. En esta teoría se proponía el origen de las células eucariotas (con núcleo) a partir de las células procariotas (sin núcleo), concretamente a partir de bacterias que eran fagocitadas por otras de mayor tamaño y entre las que se establecía una relación de simbiosis.  

No es fácil encontrar en este mundo microscópico a estos ancestros microbianos que dieron lugar a la aparición de esta nueva organización celular, pero parece ser que nuestras queridas arqueas pueden tener la respuesta y de ahí la importancia del artículo que vamos a referir en este post, en el que un grupo de investigadores de la Universidad de Uppsala, en Suecia, ha descrito a un grupo de arqueas que podían ser una pieza fundamental en este puzzle de las relaciones entre los seres vivos. Y lo mejor de todo es que todas ellas han sido bautizadas como las Arqueas de Asgard, en honor a los dioses de la mitología nórdica. Por cierto, el título del artículo es una verdadera maravilla. Lo digo muchas veces, ¿quién sigue pensando aún que los científicos son aburridos o no tienen imaginación?

"Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity"

(Las arqueas de Asgard iluminan el origen de la complejidad celular eucariota

Desde que se publicó el artículo y me avisaron por Twitter (¡Gracias @byribosoma!), me lo guardé para dedicarle un post en el Día del orgullo friki, y en ello estamos. 



Los estudios comenzaron en 2015, cuando este equipo de investigadores localizó a más de 2.000 metros de profundidad, en una zona entre Groenlandia y Noruega, restos de ADN de una arquea que parecía ser el pariente vivo más antiguo de todos los organismos con células ecuariotas. Poco a poco fueron apareciendo otros casos en otros lugares del mundo, entre los que están respiraderos en Japón, fuentes termales en Nueva Zelanda o el parque Yellowstone en Norteamérica.

Distribución mundial de las arqueas de Asgard. Fuente

Todas ellas tienen en común poseer genes característicos de organismos más complejos, como los encargados del transporte de moléculas por el interior de la célula o los que intervienen en la formación del citoesqueleto, típicos de células eucariotas. De esta manera, los investigadores concluyeron que todas estas arqueas, que bautizadas en honor a los dioses nórdicos son nuestros antepasados microbianos más antiguos.

Características eucariotas de las arqueas de Asgard. Fuente

¿Pero cuáles son estas arqueas y a qué dioses homenajean? Todas ellas se engloban en el superfilo Asgard, que es también el nombre del mundo en el que habitan los principales dioses nórdicos, gobernados por Odín. En Asgard esta el Valhalla, un enorme y majestuoso salón dónde los difuntos se reúnen con los muertos en combate, así como con varios héroes y dioses legendarios, mientras se preparan para ayudar a Odín en el Ragnarök, la batalla del fin del mundo.

Las arqueas de Asgard. Fuente

- Odinarchaeota. Uno de los filos ha sido nombrado en homenaje al padre de los dioses nórdicos. Odín es el dios de la sabiduría, la guerra y la muerte, y en menor medida, el dios de la magia, la poesía, la profecía, la victoria y la caza. Según esta mitología, cuando iba a la batalla, blandía su lanza, llamada Gungnir, y montaba su corcel de ocho patas, Sleipnir. 

Odín. Fuente

En cuanto a su ascendencia y descendencia, Odín es hijo del dios Bor y de la gigante Bestla y tiene 2 hermanos: Vili y Vé. Está casado con 3 mujeres, cada una de las cuales es el símbolo de una parte de la tierra: Frigg simbolizaba la tierra cultivada, y con ella tuvo a Balder, Hoder y Hermod; Jörd simbolizaba la tierra deshabitada y con ella tuvo a Thor y a Meili; Ring simbolizaba a la tierra invernal y helada y con ella tuvo a Vali. Pero no podemos olvidar que, según la mitología escandinava, Odín es también el padre de los primeros humanos, Ask y Embla. 

- Heimdallarchaeota. Otro de los filos propuestos lo ha sido en honor a Heimdall que es el dios guardián en la mitología nórdica. Es hijo de Odín y de nueve mujeres gigantes que lo nutrieron con sangre de jabalí. Entre sus características están una vista aguda, un fino oído y poder estar sin dormir varios días. También se encargaba de vigilar el Bifrost, el arco iris que hace de puente hasta Asgard. Cuenta con un cuerno llamado Gjallarhorn, que según las leyendas sonará cuando se desencadene el Ragnarok.

Heimdall. Fuente
Odinarchaeota y Heimdallarchaeota
- Thorarchaeota. El hijo favorito de Odín, Thor, también tiene su filo propio de arqueas. Se trata quizás del más conocido de los dioses de la mitología nórdica y germánica. Su papel es complejo ya aunque se conoce como el Dios del Trueno, también tenía influencias en áreas muy diferentes, como el clima, las cosechas, la protección, la consagración, la justicia, las lidias, los viajes y las batallas. En algunas ocasiones, por similitud, se compara al Thor nórdico con el Zeus griego. Muy conocido también es su martillo de guerra, Mjolnir, usado tanto para producir las tormentas, como de poderosa arma arrojadiza.

Thor. Fuente
Thorarchaeota

- Lokiarchaeota. Y nos encontramos ahora con el que quizás sea el más importante de los filos de arqueas que hemos nombrado hasta ahora. Y son las que homenajean a Loki, uno de los dioses menores de la mitología nórdica, pero quizás de los más conocidos, en parte gracias a las películas y cómics de Marvel, donde ha sido convertido en uno de los mas malvados supervillanos, al que continuamente se tiene que enfrentar Thor, que se presenta como uno de los superhéroes del grupo de los Vengadores.

Odín, Heimdall, Thor y Loki en el universo Marvel
Lokiarchaeota

Loki es embaucador, un dios de la mentira y del engaño. Es hijo de los gigantes Farbauti y Laufey, y llegó a ser considerado por Odín como su hermano, o su hijos adoptivo, según las fuentes. Para referirse a Loki se usan muchos nombres tales como: Herrero mentiroso, cambiaformas, lengua de plata, dios astuto, transformista, el astuto, viajero del cielo, caminante del cielo, mago de las mentiras, dios de las travesuras, dios de la mala suerte, dios de las mentiras y dios del caos. Se supone que era muy inteligente y muchos de esos nombres hacen referencia al uso indebido que hacía de esa inteligencia.

Loki. Fuente

La nomenclatura de estos microorganismos no está elegida al azar o por capricho, sino que tiene una explicación lógica relacionada con este último personaje, Loki. En las investigaciones que dieron lugar al artículo considerado en 2015, tras identificarse un genoma candidato de una muestra de sedimentos medio-oceánicos que sugería la existencia de estas arqueas, decidieron usar el nombre de Lokiarchaeum, para el genero, y Lokiarchaeota para el filo, ya que la muestra se obtuvo a 15 Km de una fuente hidrotermal conocida como el Castillo de Loki, y situada sobre la Dorsal de Gakkel en el océano Ártico, concretamente en el mar de Groenlandia. Todo ello en los sedimentos del fondo oceánico a 2.352 metros de profundidad, 0,3° C y sin señales de vida eucariota de ningún tipo.

Castillo de Loki. Fuente
Localización del Castillo de Loki. Fuente

Por el momento habrá que seguir investigando, ya que actualmente se cuenta solo con las señales provenientes de estos análisis de sedimentos submarinos, cuyos datos servirán para que pueda identificarse a estos microorganismos vivos y sea posible sacarlos a la superficie, para reproducirlos o cultivarlos en condiciones controladas. En futuras exploraciones se seguirán investigando estos grupos para incluirlos como nuevas ramas en el árbol de la vida, aportándonos nuevos datos sobre el conocimiento del proceso de eucariogénesis, es decir, de aparición de células eucariotas, y revelándonos de manera más clara como ocurrió el aumento de su complejidad y su compartimentación. Recordemos que Loki era conocido también como un cambiaformas, por lo que de nuevo quedaría justificada esta nomenclatura, ya que parece que tienen mucho que decir en el gran cambio de forma, estructura, fisiología y complejidad que dio lugar a la aparición de las células eucariotas. Mientras tanto estas arqueas con nombres de dioses, seguirán viviendo en su particular Asgard oceánico, alejados de la vida mundana y terranal de los curiosos seres humanos.

Arqueas de Asgard


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Referencias:

- Zaremba-Niedzwiedzka, K., Caceres, E. F., Saw, J. H., Bäckström, D., Juzokaite, L., Vancaester, E., ... & Stott, M. B. (2017). Asgard archaea illuminate the origin of eukaryotic cellular complexity. Nature.
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21031.html
http://omicrono.elespanol.com/2017/01/arqueas-de-asgard/
https://es.wikipedia.org/wiki/Archaea
http://warehousediscounts.co.uk/posts/2017/01/the-asgard-archaea-are-our-own-cells-closest-relatives/
https://es.wikipedia.org/wiki/Lokiarchaeota
http://lapesteloca.blogspot.com.es/2017/01/las-arqueas-de-asgard-un-estudi-reciente.html

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