Woese ve en unas manchas un tercer grupo de seres vivos
En junio de 1976, Carl Woese vio que unos microbios que producen metano no se parecían a ninguna bacteria. Entonces todo microbio sin núcleo se tenía por bacteria, y nadie sabía ordenarlos por parentesco. En 1977, Woese y George Fox publicaron que el árbol de los seres vivos tiene tres ramas, y no dos. La tercera es la de las arqueas, como se llama hoy a esos microbios y a otros que viven en la sal o en sitios calientes y ácidos.
Qué se vio y cómo
En junio de 1976, Carl Woese tenía delante una película llena de manchas, una hoja como la de una radiografía. Cada microbio dejaba en la película su propio dibujo de manchas, como una huella dactilar. Cada mancha era un trozo de una molécula suya. Woese comparaba cada dibujo nuevo con los demás.
Había visto ya los dibujos de 60 bacterias. Dos manchas salían en todos. En la película de junio, esas dos manchas faltaban.
El microbio de aquella película vive sin oxígeno y produce gas metano; es un metanógeno. Los estudiaba Ralph Wolfe, colega de Woese en la universidad. La película la habían preparado George Fox, investigador del laboratorio de Woese, y una colaboradora.
La molécula es una cadena larga de piezas, y su orden se escribe con letras. Woese leyó las letras de cada trozo. Contó después que, cuantos más leía, menos le parecía aquello una bacteria. Algunos trozos eran propios de los seres de células con núcleo, como los animales y las plantas.
Wolfe recordaba cómo se lo dijo: «Wolfe, estos metanógenos no son bacterias». Él le contestó: «Claro que lo son; parecen bacterias». Woese insistió en que no tenían parentesco con ninguna bacteria que él hubiera visto.
También corrió a contárselo a Fox, que se mostró escéptico. La duda le duró poco, según recordó Woese: Fox aceptó que allí había algo más que los dos grupos conocidos.
La molécula que Woese comparaba forma parte del ribosoma, una pieza que tienen todas las células y sin la que ninguna puede vivir. La eligió porque está en todos los seres vivos y cambia muy despacio. Es como un texto largo que cada ser vivo copia de sus antepasados con algún cambio. Cuanto más se parecen los textos de dos microbios, más cercano es su parentesco.
Para ver ese texto, la molécula se marcaba con fósforo radiactivo y se cortaba en trozos. Así cada trozo dejaba su mancha en la película.
Al año siguiente, Woese y Fox propusieron que la vida tiene tres grandes ramas, y no dos. A la nueva la llamaron arqueabacterias; hoy se llaman arqueas.
El descubrimiento
- Qué
- Unos microbios que producen metano no son bacterias, sino un tercer grupo de seres vivos
- Quién
- Carl Woese y George Fox
- Cuándo
- 1977 (la película que no encajaba salió en junio de 1976)
- Dónde
- No consta; Woese trabajaba en la Universidad de Illinois, en Urbana
- Con qué
- Trozos de una molécula del ribosoma (el ARN 16S), marcados con fósforo radiactivo y vistos como manchas en una película
- Dónde quedó escrito
- Artículo de Woese y Fox sobre el parentesco de los procariotas y sus «reinos primarios», en la revista PNAS, 1 de noviembre de 1977
Qué se creía
El árbol de los seres vivos tenía dos ramas. En una iban los seres de células con núcleo. En la otra, los de células sin núcleo, y a todos se los tenía por bacterias. La división se explicaba con facilidad, con núcleo o sin él, y se había impuesto deprisa.
A las bacterias se las ordenaba por su forma y por su química. A mediados del siglo XX, microbiólogos destacados no veían modo de ordenarlas por parentesco. Un biólogo de la generación de Woese recuerda que, cuando él estudiaba, solían clasificarse entre los hongos.
Por qué importa
El árbol de los seres vivos pasó de dos ramas a tres. Quedó resuelto que no todo microbio sin núcleo es una bacteria. Y quedó un modo de saber qué microbios son parientes: comparar en todos la misma molécula.
Al salir el artículo, Wolfe recibió varias llamadas de reproche. La más educada, contó, fue la de un microbiólogo con premio Nobel, que le pidió que se desvinculara «de esta tontería». Wolfe contestó que los datos eran sólidos y estaban publicados.
Los científicos recelaban de una ciencia anunciada en los periódicos, y muy pocos conocían el método. Años después, Ernst Mayr, gran especialista en clasificar seres vivos, cuestionó en un artículo que las arqueas fueran un grupo a la par de los otros dos y trató a Woese de aficionado.
Otros laboratorios vieron que estos microbios tienen componentes propios en su pared y en las grasas de su membrana. El grupo de Woese sumó a la rama los microbios de la sal y los de sitios calientes y ácidos. A finales de los ochenta, la mayoría de los científicos aceptaba la tercera rama.
Quién era
Carl Woese no era microbiólogo. Había estudiado física y matemáticas, se doctoró en biofísica y trabajaba en la Universidad de Illinois, en Urbana.
No buscaba un grupo nuevo. Su plan era ordenar las bacterias por parentesco. Según un colega, razonaba que los primeros seres vivos ya tendrían antepasados de los ribosomas. Comparar esa pieza en los seres de hoy enseñaría las ramas más antiguas del árbol.
En 2007, Woese aún guardaba en su laboratorio la película de un metanógeno.
Qué se sabe hoy
Las tres ramas se comprobaron después con docenas de genes que tienen todos los seres vivos, según un investigador que conoció a Woese. Las arqueas resultaron parientes más cercanos de los seres con núcleo que de las bacterias.
Comparar aquella molécula es hoy el modo corriente de saber qué microbios son parientes. Sirve también para detectar los que aún no se sabe criar en el laboratorio. Los genes de esas arqueas se leen tomándolas directamente del ambiente, y así se han encontrado muchos más grupos de los que se conocían.
Lo que se discute
No está cerrado cuántas ramas tiene el árbol. En árboles recientes, los seres con núcleo aparecen como una rama nacida dentro de las arqueas, y entonces las ramas mayores serían dos. Ese investigador cree que el árbol de tres es, muy probablemente, el correcto, y admite que hoy pocos lo defienden.
Al microscopio, las arqueas se parecen a las bacterias, y durante décadas se tomaron por ellas.
Antes y después
- 1960Woese, doctor en biofísica, llega a la Universidad de Illinois, donde hará este trabajo.
- 1972El proyecto arranca comparando la misma molécula del ribosoma en dos bacterias.
- 1976En junio, la película de un microbio del metano sale sin dos manchas que tenían todas las bacterias.
- 1977Woese y Fox publican el 1 de noviembre el artículo que propone tres líneas de descendencia.
- 2001El manual de referencia para clasificar bacterias adopta la comparación de esa molécula.
Fuentes
- Fry M. The discovery of archaea: from observed anomaly to consequential restructuring of the phylogenetic tree. History and Philosophy of the Life Sciences. 2024. doi:10.1007/s40656-024-00616-8 PMID: 38530473
- Forterre P. Carl Woese: Still ahead of our time. mLife. 2022. doi:10.1002/mlf2.12049 PMID: 38818481
- Moore PB. Carl Woese: a structural biologist's perspective. RNA Biology. 2014. doi:10.4161/rna.27428 PMID: 24598315