Archaea

Tras un largo periodo de hibernación involuntaria, me desperezo de nuevo con una serie posts postpuestos, de entre los cuales debo el presente a unas cuitas del señor Folken.
Me requirió hace tiempo mi ayuda como biólogo didacta para que le aclare el embrollo que supone la distinción entre bacterias y arqueas; confusión muy comprensible para los no iniciados en las nobles artes de la Biología Molecular más reciente. Tan reciente es el asunto, que cuando yo hice la carrera (y de eso no hace tanto tiempo como parece) todavía estudiábamos al grupo de las Arqueobacterias. Es decir, las hoy denominadas arqueas eran consideradas un tipo particular de bacterias.
El contexto
El término Archaea, de origen griego, significa “ser antiguo”. Estos microrganismo fueron bautizados con ese nombre merced a la creencia de que se trataba de antepasados de la bacterias, fósiles vivientes de hace 3800 millones de años. Aunque está claro que sus ancestros más antiguos sí vivieron en dicha época, no lo está tanto el hecho de que las bacerias hayan evolucionado de ellos, sino que hay evidencias que apuntan a lo contrario, como veremos más adelante.
Cuando empezaron a ser estudiados los habitantes microscópicos de las aguas termales, lo que apareció en los objetivos fue algo así:







Obviamente, lo primero que pensaron los científicos al ver esto fue: ¡Bacterias!. Y las acomodaron en la clasificación taxonómica que imperaba entonces, la de los 5 Reinos (Monera, Plantae, Fungi, Protista y Animalia) propuesta por R. Whittaker. La mayoría recordarán esta clasificación como la correcta en Biología, de hecho, incluso yo la estudié como referente, aunque me matizaron que por aquel entonces ya estaba condenada a muerte precisamente a causa de las arqueas. El problema de la clasificación de Whittaker era precisamente que su sistema se basaba en las diferencias morfológicas, en criterios fenotípicos y no en cuestiones moleculares (ácidos nucleicos, proteínas, lípidos…)
Al estudiar con más cuidado a estos nuevos seres, se encontraron con que en el nivel molecular eran muy diferentes a las bacterias. De hecho, hay más parentesco molecular entre un animal y una planta que entre una arquea y una bacteria. Al tratarse de sutilezas bioquímicas, resulta comprensible que sea tan difícil asumir que algo que se parece tanto de vista a una bacteria no lo sea en absoluto. El problema se complicó todavía más, porque para acomodar a estos nuevos inquilinos de la biosfera científica, era necesario reestructurar el edificio.
Primero lo intentaron haciéndoles un adosado, una chapucilla. Les crearon un nuevo reino para ellas solas, dividiendo en dos el de Moneras por Eubacteria y Archaeobacteria. Así, durante un corto periodo de tiempo hubo una clasificación de seis reinos. Pero cada día que pasaba, las discrepancias superaban a las coincidencias, de manera que se aceptó la idea que ambos grupos tenían una distancia evolutiva demasiado grande como para considerarlos hermanos.
¿En qué consisten esas diferencias?
Hay varios ámbitos bioquímicos en los que aparecen diferencias entre bacterias y arqueas.

• Los lípidos de membrana: por decirlo de un modo grosero, la “piel” de las arqueas es muy diferente en cuanto a organización y composición. El principal componente de las estructuras externas de los microorganismos son lípidos especiales, muy modificados y generalmente asociados a glúcidos y proteínas. Según sean éstos, las características de las envolturas varían drásticamente. Las de las arqueas son tan peculiares que les confieren una capacidad de resistencia impresionante a los ambientes más extremos, tanto de calor como frío o medios hipersalinos (para los detalles moleculares, consulten la siguiente entrada). Son capaces de prosperar en condiciones tan duras que ni la más aguerrida bacteria es capaz de soportar.
• Los ácidos nucleicos: por una parte, sus ARNt y ARNr (ARN de transferencia y ARN ribosómico, implicados en los procesos de traducción de la información genética a proteínas) poseen intrones (material genético que no se traduce, pero tiene funciones estructurales y reguladoras de procesos) únicos en su grupo. Por otro lado, el modo en que se inicia y regula la transcripción del ADN (pasan la información del ADN a ARN mensajero para que sea traducido a proteínas en los ribosomas) se parece más al de los eucariotas que al de las bacterias.
• Procesos metabólicos: aunque menos conocidos y estudiados, apuntan a que las arqueas emplean enzimas y rutas metabólicas muy diferentes a los de las bacterias. Es decir, su caja de herramientas y su modo de trabajar los materiales del entorno difieren sustancialmente con el equipamiento y el modo de hacer de las bacterias.

Consecuencias
A raíz de lo expuesto, se plantean una serie de problemas de orden taxonómico y evolutivo.
El esquema de Whittaker está obsoleto, pues es incapaz de acomodar los linajes y relaciones que resultan de aplicar criterios moleculares a la taxonomía de las especies. Es decir, no hay forma de acomodar los nuevos datos que surgen de estudiar a los seres vivos en su faceta bioquímica. Además, las pruebas indican que grupos que antes se consideraban emparentados no lo están realmente y viceversa. Para ello se ha propuesto una nueva clasificación en la que se parte de una categoría de mayor rango denominada Dominio, dentro de la cual se van desgranando Reinos. Se conoce como Clasificación de los 3 Dominos de Woese, cuyo esquema general es el siguiente:







Las evidencias parecen indicar que las arqueas están a medio camino entre las bacterias y los eucariotas, por lo que no parecen ser los antecesores de las bacterias como se creía, sino todo lo contrario. Esta controversia todavía no ha sido resuelta.