El profesor Bartolo Luque, del departamento de Matemática Aplicada a la Ingeniería Aeroespacial de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (ETSIAE) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), es uno de los autores del artículo distinguido con el Premio Cozzarelli 2025, concedido por la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), publicación de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Este galardón reconoce anualmente los artículos científicos más destacados publicados en PNAS y distingue contribuciones que sobresalen por su excelencia científica y su originalidad. En esta edición, los seis trabajos premiados en las diferentes categorías han sido seleccionados entre más de 3.600 artículos de investigación publicados en 2025.

“The emergence of eukaryotes as an evolutionary algorithmic phase transition” está firmado, además de por Bartolo Luque, por los investigadores españoles Fernando J. Ballesteros, de la Universitat de València; Enrique M. Muro, de Johannes Gutenberg University Mainz (Alemania) y Jordi Bascompte, de Universität Zürich (Suiza). Este logro además añade otro mérito, puesto que solo una vez antes el premio Cozzarelli había recaído en un investigador de origen español. Esta es la segunda vez en 25 años que unos españoles obtienen este reconocimiento y constituye un ejemplo de investigación interdisciplinar que integra herramientas y conceptos procedentes de la física, las matemáticas, la estadística, la computación y la biología para abordar un problema fundamental de la ciencia.

Su investigación aborda uno de los grandes enigmas de la biología evolutiva: el origen de las células eucariotas, es decir, células con núcleo que constituyen la base de todos los organismos complejos multicelulares. Durante los primeros mil millones de años de la historia de la vida en la Tierra existieron únicamente células procariotas, simples y sin núcleo. El paso desde estas células primitivas a las eucariotas constituye uno de los episodios más relevantes y, al mismo tiempo, menos comprendidos de la evolución biológica, al que algunos se refieren como el “agujero negro de la biología”.

El trabajo premiado propone una nueva explicación basada en el análisis de la longitud de genes y proteínas a lo largo de la evolución. Para ello, el equipo llevó a cabo un estudio de gran escala en el que se analizaron 150 millones de genes pertenecientes a 33.000 organismos, a lo largo de cinco años de investigación. Los resultados muestran que, a medida que las células primitivas aumentaban el tamaño medio de sus genes codificantes de proteínas, se hacía cada vez más difícil encontrar proteínas de mayores tamaños hasta alcanzar un cuello de botella, que la evolución solventó creando la célula eucariota.

Según los autores, esta limitación condujo hace aproximadamente 2.600 millones de años a una especie de “crisis computacional” en las redes de regulación genética, que obligó a sofisticar el funcionamiento del código genético más allá de la mera lectura y traducción de genes a proteínas. Este cambio, interpretado como una transición de fase algorítmica, habría dado lugar a la aparición de las células eucariotas.

Trayectoria de Bartolo Luque

Bartolo Luque es doctor en Ciencias Físicas y docente en la UPM. Su actividad investigadora se centra en el estudio de sistemas complejos, análisis de series temporales y teoría de números. Ha publicado en revistas científicas de referencia como Nature, Nature Physics, Proceedings of the National Academy of Sciences y Physical Review Letters.

Junto a su actividad investigadora, desarrolla una destacada labor de divulgación científica. Es autor de diversos libros en ámbitos como la astrobiología, la exploración espacial o las matemáticas, y ha colaborado durante años en varios medios de comunicación como Radio Nacional de España (sección “Sonidos de la Ciencia” del programa “No es un día cualquiera”) o la revista Investigación y Ciencia (escribiendo la columna “Juegos Matemáticos”).

Por su contribución a la enseñanza y divulgación de la física recibió el Premio de Física 2017 concedido por la Real Sociedad Española de Física y la Fundación BBVA en la categoría de Enseñanza y Divulgación de la Física en Enseñanza Universitaria. En 2021 recibió el Premio UPM a la Excelencia Docente, por sus más de 25 años de enseñanza universitaria.

El reconocimiento ahora otorgado por PNAS pone de relieve la relevancia internacional de esta investigación y la valiosa aportación de la UPM al avance del conocimiento en áreas científicas de carácter interdisciplinar.