NeoFronteras

Descubren que una clase de procariotas surgió mediante la fusión, por endosimbiosis, de dos bacterias hace miles de millones de años.

Frankia alni es una actinobacteria. Foto: Y. Hammad.

Podemos dividir a las células en dos tipos: procariotas y eucariotas. Las primeras sin núcleo diferenciado y las segundas con núcleo. De hecho las segundas son mucho más complejas y contienen orgánulos especializados en su interior, cosa que no tienen las procariotas.
Los seres pluricelulares están compuestos por células eucariotas, mientras que los seres más simples y primitivos, como las bacterias y arqueas, son células procariotas.
En un principio, y durante miles de millones de años, sólo había procariotas en la Tierra, hasta que en algún momento surgió la célula procariota. En los años sesenta Lynn Margulis elaboró una teoría según la cual la célula eucariota surgió mediante un proceso de endosimbiosis en el que una célula procariota entro dentro de otra para procurarse cobijo y cumplir una labor especializada, conservando su membrana y parte de sus genes. De este modo, los cloroplastos o las mitocondrias serían «bacterias» reducidas a su mínima expresión que ahora son orgánulos celulares en células eucariotas.
La teoría, que no fue muy bien recibida en su momento (el artículo que la explicaba fue rechazado por 15 revistas científicas), es ahora la teoría acepta dentro de la comunidad científica que explicar el origen de los orgánulos celulares.
En algún momento del pasado remoto se tuvo que producir esa endosimbiosis, ese hecho contingente que nos permite ahora, a usted y a mí amigo lector, existir sobre este planeta. Pero saber cómo sucedió es muy difícil.
Ahora James A. Lake, de UCLA, informa en Nature de nuevos hallazgos al respecto. Dice haber descubierto la primera endosimbiosis exclusivamente procariota. Todas las otras endosimbiosis conocidas tienen implicada a una célula eucariota.
Según Lake el tipo de relación resultante es una forma completamente diferente de vida sobre la Tierra. Se creía que los eucariotas siempre estaban presentes cuando se hablaba de endosimbiosis, pero ha resultado que esto no es necesariamente así. Lo interesante es que si a una célula eucariota le vamos quitando orgánulos según nos movemos evolutivamente hacia atrás en el tiempo, tuvo que haber un momento en el que se empezó solamente con dos células procariotas, como en este caso.
Según la investigación de Lake dos grupos de procariotas, las actinobacterias y las clostridias, se juntaron para producir procariotas de doble membrana.
Según él las formas más complejas de vida no se hubieran dado sin este evento. En el tiempo en que estas dos procariotas primitivas estaban evolucionando no había oxígeno en la Tierra. La producción de oxígeno en la Tierra es el resultado, gracias a la fotosíntesis, de un subgrupo (las cianobacterias) de estos procariotas de doble membrana. Fueron tremendamente productivas en su afán de emitir oxígeno a la atmósfera en el pasado remoto. Además esta fusión proporcionó las mitocondrias, que son los orgánulos productores de energía, que también están en cada célula humana en el presente.
Este trabajo permite entender mejor cómo un grupo de organismos pudo aprender a recolectar energía de la luz del sol. Una gran fuente energía que ha sido inagotable desde entonces. Fueron tan exitosos en esto que estos organismos tienen la mayor diversidad genética de todos los procariotas.
En estos seres se tiene un flujo de genes procedente de dos organismos distintos (clostridia y actinobacterias). Como el organismo al que dieron lugar tiene dos membranas estos investigadores hipotetizan que esta fusión genética fue el resultado de una endosimbiosis que dio lugar a una doble membrana a partir de dos simples. Es como si un organismo de membrana simple hubiera englobado a otro similar. El genoma nos dice que los procariotas de doble membrana combinan dos conjunto de genes de dos organismos diferentes.
Si nos fijamos un poco es un salto evolutivo enorme, pues supone la fusión “de golpe” de dos genomas. Es como mirar a lo que pasó hace 2500 millones de años, una información que ha estado guardada para nosotros desde entonces en el interior de estas células. Algo muy importante para una época geológica que no nos ha dejado muchos fósiles. Es como mirar a nuestro ancestro más remoto.
La información genética de la que se dispone acerca de los microorganismos es enorme en muchos casos, pero es difícil de analizar. Quizás el modelo de endosimbiosis permita una nueva visión de este asunto que nos permita entender mejor los datos disponibles.
Lake apunta hacia lo importante que es la cooperación en el mundo biológico: «Si dos procariotas se juntan pueden cambiar el mundo, reestructurando la atmósfera de la Tierra. Es un mensaje que nos da la evolución: la cooperación es un camino que sitúa en cabeza.»

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original (resumen).