La vida compleja no surgió solo por la genética: la física también habría sido clave

La transición hacia formas de vida complejas podría no depender únicamente de los genes. Un estudio reciente propone que la física, presente desde la presión mecánica hasta en el transporte de nutrientes, habría desempeñado un papel decisivo en el origen de los organismos multicelulares.

¿Cómo evolucionaron en la Tierra primitiva los primeros organismos unicelulares hasta desarrollar formas de vida compleja, con innumerables células, tejidos y órganos? Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Biotechnology sugiere que no se trató solamente de una misteriosa evolución genética, sino además de movimientos físicos imposibles de evitar.

Una vez que las células crecen y no tienen espacio, deben reagruparse por ahuecamiento, plegado o ramificación. Según una nota de prensa, estas estrategias simples, repetidas y estratificadas a lo largo del tiempo pueden dar lugar a estructuras elaboradas de embriones, órganos y tejidos vivos.

Restricciones físicas y cambios genéticos actuando en conjunto

De esta manera, los científicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech), en Estados Unidos, sostienen que las restricciones del transporte de oxígeno y nutrientes o los comportamientos colectivos inevitables de las células habrían colaborado con los cambios genéticos, para propiciar la creciente complejidad de la vida.

El trabajo sugiere que la autoorganización celular refleja un salto evolutivo en el que la coordinación entre células dejó de ser una rareza y pasó a ser una necesidad. En ese marco, fuerzas físicas como el hacinamiento celular, la difusión limitada de nutrientes y la presión mecánica empujaron a los tejidos hacia soluciones recurrentes: cavitación o ahuecamiento, plegamiento y ramificación. Esas formas no serían accidentes de la biología, sino respuestas casi inevitables a problemas de escala.

En consecuencia, la vida compleja no habría nacido únicamente de instrucciones genéticas más sofisticadas, sino también de restricciones materiales que obligaron a las células a organizarse. Esto supone una interacción estrecha entre mecánica, señalización y regulación génica, una combinación que permite construir tejidos y órganos cada vez más complejos, con precisión en el espacio y el tiempo.

Una primera distribución desigual

En ese sentido, los autores plantean que, antes de la existencia de grupos celulares estables, pudo haber ocurrido una asimetría interna dentro de una sola célula: una distribución desigual de moléculas, orgánulos o tensiones mecánicas que generó una primera polaridad funcional. Esa diferencia inicial, desencadenada por el entorno o por la compresión, habría abierto el camino a la adhesión, la división del trabajo y, finalmente, a la multicelularidad.

Vale destacar que otros estudios recientes en arqueas muestran estructuras similares a tejidos cuando se las somete a compresión mecánica, un hallazgo que refuerza la idea en torno a que las fuerzas físicas pudieron ser decisivas en la evolución temprana de la vida multicelular.

Por otro lado, si la autoorganización obedece a principios físicos relativamente universales, comprenderlos podría ayudar a diseñar tejidos en laboratorio, mejorar modelos embrionarios y avanzar en medicina regenerativa y biología sintética, entre otras importantes aplicaciones.