La Academia de Ciencias de EE.UU. premia a cuatro españoles por resolver el enigma de cómo la vida compleja conquistó la Tierra

Un trabajo de más de tres décadas, gestado en una conversación entre dos estudiantes en un pequeño despacho de Barcelona, acaba de recibir el máximo reconocimiento de la ciencia mundial. La Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos ha concedido su prestigioso premio Cozzarelli a cuatro científicos españoles por demostrar, a través de la física y las matemáticas, el momento exacto en que la vida en la Tierra dejó de ser un mundo de microbios para dar paso a plantas, animales y, finalmente, seres humanos.

El galardón, anunciado ayer y recogido hoy por la prensa internacional, reconoce el mejor estudio del año en la categoría de biología publicado por la Academia. Los galardonados son Jordi Bascompte, biólogo de la Universidad de Zúrich; Bartolo Luque, profesor de matemática aplicada en la Universidad Politécnica de Madrid; Fernando Ballesteros, astrofísico de la Universidad de Valencia; y Enrique Muro, físico computacional. El trabajo, que ha sido calificado por sus propios autores como “uno de los más bonitos” de sus carreras, resuelve un problema que llevaba décadas intrigando a los evolucionistas: ¿por qué la vida tardó casi 2.500 millones de años en dar el salto a la complejidad? 

La historia de este descubrimiento tiene algo de leyenda académica. Corría el año 1993 cuando Jordi Bascompte y Bartolo Luque, entonces dos jóvenes estudiantes de doctorado en la Universidad Politécnica de Cataluña, compartían despacho y comenzaron a intercambiar problemas de sus respectivas disciplinas para tratar de atraer al otro a su terreno. Uno de esos problemas, procedente de la biología, planteaba una paradoja: si la evolución hubiera seguido un curso puramente aleatorio, hoy la Tierra estaría poblada únicamente por microbios. Sin embargo, en algún momento, algo ocurrió que permitió la explosión de vida compleja. Ese “algo” era lo que llevaban tres décadas tratando de definir. 

El muro de la complejidad genética

Los primeros seres vivos aparecieron en la Tierra hace unos 3.500 millones de años. Eran microbios que, a lo largo de millones de años, inventaron procesos tan fundamentales como la respiración o la fotosíntesis. Sin embargo, su capacidad para volverse más complejos estaba limitada por un problema físico: las proteínas que podían fabricar tenían un tamaño máximo, dictado por las posibilidades finitas del código genético. Llegó un momento en que la evolución se encontró contra un muro. 

“Durante la mitad de la historia de la vida en la Tierra, la evolución estaba en un callejón sin salida”, explica Bascompte. Los microbios se habían “chocado contra un muro que impedía la complejidad de los sistemas biológicos”. 

La primera grieta en ese muro la propuso la bióloga Lynn Margulis, quien fue ridiculizada por sus colegas al sugerir que un microbio había asimilado a otro, integrándolo como un órgano interno en lugar de digerirlo. Así nacieron las mitocondrias, las centrales energéticas que hoy tienen todas nuestras células. Pero el problema de la complejidad genética seguía sin resolverse.

Un cambio de fase algorítmico

Aquí es donde el equipo español aplicó las herramientas de la física, las matemáticas y la computación. Su trabajo describe lo que denominan un “cambio de fase algorítmico”, un concepto tomado de la física que explica transiciones abruptas. Lo que ocurrió hace aproximadamente 1.000 millones de años, según sus cálculos, fue una revolución silenciosa en el ADN.

Secuencias genéticas que hasta entonces se consideraban “basura” o no codificantes —es decir, que no contenían recetas para fabricar proteínas— adquirieron la capacidad de multiplicarse y regular la expresión de otros genes. Esto permitió que un solo gen pudiera fabricar múltiples proteínas y que la complejidad biológica se disparara sin necesidad de alargar indefinidamente el código genético. Sin esas secuencias, afirman los investigadores, no habría sido posible la aparición de células complejas ni, posteriormente, de organismos pluricelulares como hongos, plantas y animales. 

El biólogo evolutivo Nick Lane ha denominado a este fenómeno el “agujero negro de la biología”: la ausencia de formas intermedias entre la vida simple y la compleja. El trabajo de los científicos españoles ofrece una respuesta contundente: no puede haber formas intermedias porque se trata de una transición de fase, un cambio rápido y abrupto que la física predice como inevitable una vez que se dan las condiciones adecuadas. 

Ciencia lenta y determinista en un mundo de inmediatez

Los autores del estudio destacan que su trabajo es un raro ejemplo de “ciencia lenta” en una época dominada por la publicación acelerada. Han pasado 33 años desde aquella primera conversación en el despacho de Barcelona hasta la publicación de la solución. “Las herramientas teóricas que usamos las hemos ido acumulando a lo largo del tiempo, y parece que todas hayan convergido al mismo sitio, porque los datos han salido redondos”, explica Bartolo Luque. 

El hallazgo tiene, además, una carga filosófica que desafía algunas ideas establecidas sobre la evolución. Frente al paradigma darwiniano clásico, que enfatiza el papel del azar y la contingencia, este trabajo introduce un fuerte componente determinista. Luque lo explica sin rodeos: “Una vez que la evolución consiguió la primera célula más sencilla, ya con un sistema autorregulador genético, ya estaba determinado por la física del problema que, justo 1.000 millones de años después, aparecería algo realmente nuevo. No sabíamos qué iba a ser exactamente, pero sí que era una transición algorítmica”. 

El premio Cozzarelli, creado hace dos décadas para reconocer los mejores trabajos entre los miles de estudios publicados anualmente por la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, supone un espaldarazo internacional a una forma de hacer ciencia que cruza fronteras disciplinarias. “La ciencia de frontera, donde se tocan los diferentes campos, es muy fructífera, pero lamentablemente no hay mucha gente haciéndola”, lamenta Fernando Ballesteros. 

Por ahora, los cuatro investigadores celebran el reconocimiento mientras continúan explorando las implicaciones de su descubrimiento. Su trabajo no solo explica nuestro pasado más remoto, sino que abre nuevas preguntas sobre los mecanismos profundos que rigen la evolución de la vida en el universo.