¿Proceden nuestros primeros antepasados de Marte? Interesante idea, sin duda, donde las haya. Especialmente porque, aunque a primera vista pueda parecer una locura, podría resultar ser absolutamente cierta. O por lo menos eso es lo que piensa H. Jay Melosh, profesor de Ciencias Planetarias de la Universidad de Arizona y una de las máximas autoridades mundiales en el estudio de impactos de meteoritos contra la Tierra. Y también de la posible conexión de estas colisiones con el origen de la vida.

Actualmente existen dos hipótesis que intentan explicar cómo surgieron los primeros organismos vivos en nuestro planeta. Por un lado, la «hipótesis extraterrestre», según la cual los primeros elementos orgánicos, o incluso los primeros organismos primitivos, habrían surgido en algún otro lugar del espacio para después «colonizar» tanto el nuestro como otros mundos; y por otro, la «hipótesis terrestre» según la cual la vida habría surgido y se habría desarrollado aquí, en la Tierra.

Ambas teorías cuentan con defensores y detractores, pero ninguna de ellas ha conseguido reunir, por el momento, las pruebas necesarias para ser considerada como definitiva. La primera de las hipótesis, la del origen extraterrestre, que se conoce como «panspermia», no explica cómo surgió la vida, sino que se limita a trasladar el problema fuera de la Tierra. Sus defensores creen que la vida es una característica general del Universo y que, además, podría incluso ser tan vieja como él. La idea de la panspermia fue introducida por primera vez a principios del siglo XX por el químico sueco Svante Arrhenius, y predice que los organismos más sencillos abundan en el espacio, se desplazan por él y van «colonizando» los planetas que encuentran a su paso.

Los defensores de la otra hipótesis, sin embargo, defienden la suposición de que la vida apareció en nuestro mundo de manera espontánea (de nuevo la generación espontánea), a partir de materia inerte, animada en virtud de unas condiciones físicas y químicas determinadas. Para los defensores de esta versión moderna de la teoría de la abiogénesis, el surgimiento de la vida fue un hecho excepcional, único y probablemente irrepetible en toda la historia del Universo.

Vías de investigación

Los esfuerzos de los biólogos que trabajan en este campo se encaminan fundamentalmente en dos direcciones: encontrar vida fuera de la Tierra, lo que sacaría a la Ciencia de la actual situación de «impasse» en la que se encuentra hoy; y explicar cuáles fueron exactamente los mecanismos que dieron como resultado la aparición de los primeros seres vivientes en nuestro planeta.

Pero Melosh ha ido algo más lejos. Para él, igual que para muchos biólogos y geólogos actuales, no cabe duda de que en Marte hay, o por lo menos hubo alguna vez, vida. Casi cuarenta misiones no tripuladas han sido enviadas hasta ahora al planeta rojo, y una buena parte de ellas con la misión específica de encontrar agua (cuya presencia allí fue confirmada primero por la sonda Phoenix y ahora por las imágenes reveladas por la NASA) y rastros de algún tipo de vida orgánica, ya sea presente o pasada.

Mares marcianos

La historia de Marte es muy similar a la de nuestro propio planeta. Y se sabe que, igual que en la Tierra,allí hubo mares y océanos que, sin embargo, se perdieron por carecer el planeta de una atmósfera capaz de retener y reciclar el agua evaporada por el sol. Al ir evaporándose el agua de los mares, simplemente se fue perdiendo en el espacio. Sin embargo, resulta más que plausible pensar que, mientras esos mares existieron, llegaron a albergar alguna forma de vida orgánica. Un proceso, además, que pudo tener lugar incluso antes que en la propia Tierra, según se desprendió del análisis de los datos enviados por las naves puestas en órbita marciana y por los vehículos robotizados (rovers) Spirit y Opportunity, que llevan ya años «paseando» por su polvorienta y árida superficie.

Y después están los asteroides y cometas, que chocan continuamente con todos y cada uno de los mundos del Sistema Solar, salpicando sus superficies de cráteres que son visibles durante muchos millones de años. Cuando uno de estos «vagabundos espaciales» choca contra un planeta, levanta una gran nube de escombros y piedras que, a su vez, son lanzadas al espacio y pueden chocar (de hecho lo hacen) contra otros mundos del mismo sistema planetario. Aquí, en la Tierra, se han encontrado ya un buen puñado de meteoritos que han resultado ser fragmentos de suelo marciano.

«Carambolas cósmicas»

«Conocemos el mecanismo por el cual un gran impacto en Marte puede lanzar grandes rocas al espacio», afirma Melosh, que añade que «tanto la teoría como los análisis directos realizados en algunas de esas rocas nos dice que microorganismos vivos podrían haber sobrevivido tanto al lanzamiento como al vacío del espacio durante periodos lo suficientemente largos como para llegar intactos hasta la superficie de nuestro planeta».

Si se llega a demostrar que, en efecto, la vida se desarrolló antes en Marte que en la Tierra, no sería muy arriesgado suponer, asegura Melosh, que pudo «trasladarse» hasta nuestro propio mundo aprovechando alguna de las «carambolas cósmicas» descritas más arriba. Aquí, en la Tierra, aquellas primitivas moléculas prebióticas o, quién sabe, incluso microorganismos funcionales, encontraron un caldo de cultivo más favorable en el que desarrollarse y prosperar.

El resto, lo conocemos bastante bien. Tras varios miles de millones de años de reinado absoluto de las bacterias, surgieron las primeras células eucariotas, y a partir de ellas todas las familias y especies que hoy pueblan el planeta Tierra. Entre ellas, por supuesto, la nuestra. Todo un pueblo de «marcianos» lejos de su mundo natal…

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Cada neurona de nuestro cerebro tiene más de un millar de mutaciones genéticas que son únicas y no están presentes en sus vecinas. Esas mutaciones aparecen después del nacimiento, una vez que el desarrollo del cerebro se completa. A diferencia de lo que ocurre con las mutaciones en otras células, en las neuronas ocurren mientras los genes están activos.

De hecho, aquellos genes que más se utilizan serían los más frágiles a la hora de sufrir alteraciones. Una hallazgo sorprendente que publica la revista Science. El trabajo muestra por primera vez que que las mutaciones en el resto de las células del organismo están presentes en cantidades significativas en el cerebro de las personas sanas.

Todavía no está claro cómo estas mutaciones afectan la función del cerebro normal, o en qué medida contribuyen a la enfermedad. Pero seguimiento de esas mutaciones podría ayudar a esclarecerlo y permite además trazar un árbol genealógico de cada neurona, que ayudará a comprender más en detalle el desarrollo del cerebro. “El genoma de una sola neurona es como un registro arqueológico de esa célula”, señalan los investigadores.

«Podemos leer su linaje en el patrón de mutaciones compartidas. Ahora sabemos que si examinamos suficientes células en un número suficiente de cerebros, podríamos deconstruir todo el patrón de desarrollo del cerebro humano”. Estas mutaciones son un registro duradero que indica de donde viene cada célula y lo que ha hecho a lo largo de su vida.

Esta investigación también nos dirá mucho sobre el envejecimiento saludable y no saludable, así como lo que hace a nuestro cerebro diferente del de otros animales

Células muy especiales

Las neuronas son unas células muy peculiares. Además de tener formas muy especiales, para facilitar la transmisión de información, tienen otra característica muy particular: nunca se dividen, a diferencia de lo que ocurre con otras células. Es decir, que no generan células hijas. Nacen cuando estamos en el útero materno y nos acompañan durante toda la vida. Tienen nuestra misma edad y albergan toda nuestra experiencia.

En la mayoría de las células las alteraciones del ADN se producen durante la división celular en el proceso de copiado del material genético, y pueden dar lugar a tumores. Por eso es tan sorprendente que el escaso DNA de las neuronas tenga tantas mutaciones.

Cuando se necesita activar un gen, se desempaqueta el ADN para que se pueda copiar en ARN, el primer paso en la producción de proteínas. Los investigadores encontraron que el mayor daño en el ADN de las neuronas se había producido precisamente durante este proceso de desenrollado y copia para producir proteínas.

Mutaciones compartidas

La mayoría de esas mil mutaciones son únicas para cada neurona y diferentes de las de sus vecinas. Sólo un pequeño porcentaje de esas alteraciones ern compartidas por más de una neurona. Lo que indica que esas se habían originado antes del nacimiento, cuando las células que iban a dar origen a las neuronas se estaban aún dividiendo. Esas mutaciones tempranas fueron transmitidas cuando las células se dividieron y migraron al lugar que ocuparían en el cerebro adulto. Y son las que los científicos han utilizado para reconstruir una historia parcial de desarrollo del cerebro.

Esas células con mutaciones semejantes pueden terminar muy distantes unas de otras en el cerebro adulto. Esta investigación ha corroborado algo que ya se sabía, que las células que forman una misma estructura del cerebro provienen de diferentes lugares. Una sola porción de tejido cerebral puede contener células de cinco linajes diferentes que divergieron antes de que el cerebro en desarrollo se hubiera separado de otros tejidos del feto. «Podíamos identificar mutaciones que ocurrieron muy temprano, antes de que existiera el cerebro, y encontramos que las células que tenían esas mutaciones estaban al lado de otras que tenían mutaciones totalmente diferentes «. De hecho, los científicos descubrieron que una neurona particular puede estar más estrechamente relacionado con una célula en el corazónque con otra neurona vecina.

Diversidad neuronal

Que las neuronas con diferentes orígenes evolutivos se entremezclen podrían proteger al cerebro de los efectos de las mutaciones tempranas que surjan y puedan ser potencialmente dañiñas. Al contar con poblaciones muy mezcladas, las neuronas que están próximas y son responsables de una tarea similar, no es probable que compartarn la misma mutación y por tanto el peligro de interferir con la función cerebral es menor.

Todos estos interesantes y novedosos datos se han obtenido a partir de 36 neuronas de la corteza prefrontal del cerebro, la parte más evolucionada. Provienen de tres personas fallecidas sin enfermedad cerebral, con edades de 15, 17 y 42 años en las que se ha secuenciado el genoma de neuronas individuales, algo que hasta este momento no había sido posible llevar a cabo.

Para cada persona, los investigadores compararon las secuencias genéticas de las neuronas entre sí y con las células del corazón de la persona. Esto les permitió averiguar qué mutaciones se habían producido de forma temprana en el desarrollo embrionario, eran compartidas por las neuronas y se podrían encontrar también en otras partes del cuerpo. Si una mutación surgió muy temprano, estaría presentes tanto dentro como fuera del cerebro. Si surgió más tarde, serían sólo ciertas partes del cerebro serían las afectadas.

Los hallazgos llevan a preguntarse si esas mutaciones se acumulan con la edad y pueden contribuir a la neurodegeneración. Los investigadores quieren averiguar ahora si tener una variedad de mutaciones es dañino o por el contrario puede servir de protección y determinar si las tasas de mutación varían de persona a persona.

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