NeoFronteras

El eucariota más antiguo

Área: Genética — Lunes, 7 de Mayo de 2012

Secuencian genes de un eucariota que no encaja con ninguno de los demás. Su remoto antepasado probablemente se escindió muy pronto de la rama filogenética de estos seres.

Foto
Microfotografía de Collodictyon. Fuente: UiO/MERG.

No es fácil reconstruir el árbol evolutivo de la vida. Para ciertas partes de él podemos basarnos en el registro fósil, pero cuanto más atrás en el tiempo nos remontemos más difícil será saber por esta vía. Los seres de cuerpos blandos casi no dejan fósiles y antes de ellos ni siquiera había cuerpos de ningún ser, sino solamente microorganismos.
Los microorganismos dejan aún menos fósiles y la información que se puede sacar de ellos es más bien escasa. Pero justo en esa época pasaron cosas interesantes, así que tenemos que usar otros métodos.
Disponemos en los últimos años de las técnicas de análisis genético. Gracias a ellas podemos saber los genes que tienen distintas especies de organismos y compararlos entre sí. La historia de la vida sobre la Tierra está escrita, aunque sólo sea parcialmente, en esas bibliotecas genéticas.
Muchos de los genes, debido a su importancia, se conservan a lo largo del tiempo casi sin cambiar. Los genes ligados a funciones metabólicas básicas son algunos de ellos. Están en nuestras células desde la noche de los tiempos. Para los demás nos podemos basar el análisis de las reliquias biológicas o “fósiles vivientes”. Estos seres han cambiado muy poco desde que aparecieron, así que son muy parecidos a aquellos que vivieron hace cientos o miles de millones de años.
La vida se divide en dos tipos: procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas. Los seres pluricelulares como nosotros pertenecen al último tipo e incluye a las plantas, animales, hongos, algas, etc. La célula eucariota tiene núcleo diferenciado y orgánulos complejos. Se cree que algunos de estos orgánulos surgieron gracias a la endosimbiosis, al parasitismo celular o a la depredación entre células procariotas.
Para poder comprender las especies de hoy en día necesitamos averiguar cómo han cambiado genéticamente a lo largo del tiempo. El árbol filogenético permite a los científicos explicar los cambios celulares acaecidos relacionando el genoma con la morfología.
La rama del árbol filogenético correspondiente a los eucariotas es importante para nosotros porque nos ayuda a entender nuestro propio origen. Antes de que las células eucariotas inventaran la cooperación y formaran cuerpos y órganos que dieran lugar a la depredación, al vuelo del colibrí, al cáncer, al cerebro, al pensamiento, a la culpa, la ambición, la guerra o la civilización tuvieron que ocurrir muchos cambios evolutivos.
Recientemente se han analizado los genes de un microorganismo que aporta una pieza más a ese rompecabezas, un ser que ayuda a aclarar cómo fueron las primeras ramificaciones de la rama filogenética de los eucariotas. Nos habla de cómo eran las primeras formas de vida eucariota sobre la Tierra.
El microorganismo se encontró hace ya bastante tiempo en el lodo de un lago a 30 km al sur de Oslo, pero ha sido ahora cuando se ha logrado cultivar y analizar. Se trata del protozoo Collodictyon (subfilo Diphylatia). Su comida favorita son las algas (eucariotas) de agua dulce. No se sabe mucho acerca de su estilo de vida o su ciclo vital. Parece, eso sí, que estas criaturas son poco “sociables”, pues proliferan aisladamente y si los recursos escasean pueden recurrir al canibalismo. Mide entre 30 y 50 micras y sólo se puede ver con un microscopio.
Unos investigadores de la Universidad de Oslo han analizado los genes de este protozoo y los han comparado con los genes de otros seres. Han logrado secuenciar 300.000 partes de su genoma, pero la secuenciación completa de su genoma todavía no se ha logrado y ni siquiera se sabe lo grande que es el mismo.
Al parecer, y según los datos recolectados, este ser no encaja con ninguna de las otras ramas del árbol de la vida. Es un ser único y no se conoce otro grupo de organismos que desciendan directamente de un punto tan cercano al comienzo de la rama filogenética eucariota. Este microorganismo está entre los eucariotas vivos más viejos (desde el punto de vista evolutivo) que se conocen y que aparecerían hace 1000 millones de años sobre la Tierra.
Kamran Shalchian-Tabrizi, jefe de grupo MERG en esa universidad, dice entusiastamente, y con una buena analogía, que puede usar a Collodictyon como un telescopio del microcosmos primordial.
No es fácil de encontrar y es más bien escaso. De las múltiples muestras de agua recogidas a lo largo de todo el mundo sólo se ha encontrado un caso con genes similares procedente de una muestra del Tíbet. Probablemente sólo existan muy pocas especies de la misma familia, aunque, de momento, solo se conozca esta especie de este lago noruego.
El cultivo de este ser no parece haber sido sencillo y tampoco su análisis genético, pues se corría el riesgo de confundir sus genes con los genes de las algas de las que se alimenta (se solucionó dándole otro tipo de comida: algas azul verdosas, que son procariotas).
Tiene una estructura interna similar a la de los excavates y usa el mismo mecanismo que las amebas para conseguir su comida. Como se puede apreciar son características de dos familias distintas de eucariotas.
Muchos microorganismos usan flagelos para desplazarse. Los hay que tienen un flagelo (Unikonta) y los hay que tienen dos (Bikonta). Así por ejemplo, los espermatozoides humanos tienen sólo un flagelo, por tanto pertenecemos al mismo grupo que los hongos y las amebas. Los antepasados de plantas, algas y excavates tenían dos flagelos. Collodictyon tiene cuatro flagelos y pertenecería a una familia entre excavate (el grupo más antiguo con dos flagelos) y algunas amebas que son las más antiguas con sólo un flagelo.

La filogenia de los eucariotas era más o menos como sigue:

Unikonta    
  Amoebozoa  
  Opisthokonta  
    Holozoa: Choanoflagellida, Metazoa
    Fungi
Bikonta    
  Archaeplastida  
    Viridiplantae: Chlorophyta, Streptophyta
    Rhodophyta
    Glaucophyta
  Hacrobia: Haptophyta, Cryptophyta  
  SAR  
    Stramenopiles
    Alveolata: Apicomplexa, Ciliophora, Dinoflagellata
    Rhizaria: Foraminifera, Radiolaria
  Excavata: Discoba, Metamonada  

Sin embargo, algunos de estos grupos no están del todo claros, como Bikonta, Excavata y Hacrobia.
Este nuevo resultado nos dice que el antepasado remoto de Collodictyon se separó evolutivamente muy pronto de los antepasados de los demás eucariotas, cuando los antepasados de Unikonta y Bikonta se separaron.
Se creía que el eucariota más antiguo se parecería más a nuestro grupo. Pero para saberlo era necesario hacer una reconstrucción para averiguar sus genes, algo que se puede hacer comparando genomas de distintas especies. El análisis estadístico y computacional es fundamental en estos casos. Collodictyon ha resultado ser una pieza fundamental en esta empresa que todavía no está del todo terminada. Formaría parte de una tercera entrada en la tabla anterior.
Finalmente este resultado nos tiene que hacer reflexionar. ¿Qué hubiera pasado si hubiéramos contaminada ese lago y aniquilado a este protozoo? Es decir, ¿qué otro conocimiento ya no podremos conseguir jamás debido a nuestra estulticia?

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3818

Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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8 Comentarios

  1. daniel:

    Tengo que hacer una pequeña crítica: me refiero a la frase (a mi entender un poco sensacionalista) de “este ser no encaja con ninguna de las otras ramas del árbol de la vida. No es un hongo, alga, planta o animal”.
    Evidentemente Collodictyon es un protozoo (protozoan en inglés) y los protozoos no son hongos, algas, plantas ni animales, son protozoos, por tanto no hay ningún misterio en eso. Lo que pasa es que el término protozoo (o protista) designa a muchos tipos de seres unicelulares que en realidad tienen historias evolutivas separadas, como se explica muy bien en la entrada.

  2. tomás:

    Estimado “daniel”:
    En el párrafo 7 ya dice “Se trata del protista…” y en el 8: “… han analizado los genes de este protozoo…”. No me parece que el artículo merezca crítica alguna, salvo cuando se buscan tres pies al gato, como suele decirse. Pero claro si lo hacemos, tendremos que convenir que no puede decirse “protozoo (o protista)” pues no son términos equivalentes. Los protozoos son protistas, pero muchos protistas no son protozoos.
    De todas formas eso de los protistas siempre me ha parecido un cajón de sastre que evidencia la justificada incapacidad de enfrentarse a lo muy complejo. Me da la sensación, ya que no puedo alegar conocimiento, de que no existen suficientes caracteres comunes para considerar a los protistas como reino y que más bien serían varios reinos, pues parece como si entre algunos de sus filos hubiese tanta diferencia como pueda haber entre los otros reinos. Con esto quiero decir que si alguien mejor enterado, me corrige o confirma le estaré muy agradecido. Por ejemplo tú mismo, apreciado “daniel”.
    Recibe mi más cordial saludo.

  3. daniel:

    Estimado tomás:
    En realidad creo que se trata de un pequeño error en la traducción de la nota de prensa, que dice:
    http://www.apollon.uio.no/english/articles/2012/microorganism.html
    “When researchers from the University of Oslo, Norway compared its genes with all other known species in the world, they saw that the protozoan did not fit on any of the main branches of the tree of life. The protozoan is not a fungus, alga, parasite, plant or animal.”
    Ya en este artículo divulgativo en inglés se ve ese sensacionalismo al que me refiero, fruto del desconocimiento del autor, ya que si es “protozoan” no es “fungus, alga, parasite¿?, plant or animal”. Lo que deberían decir es que este protozoo no encaja con ninguna de las otras ramas de protozoos, y por eso le han tenido que crear un grupo propio. Además fíjate que no tiene nada que ver ser protozoo o alga o planta o lo que sea con ser parásito. Eso indica que el autor del artículo divulgativo en inglés no tiene claros los conceptos técnicos. Es la típica (y me temo que inevitable) pérdida de calidad de información al pasar del artículo técnico al divulgativo.

  4. daniel:

    Por otra parte protozoo sí es equivalente a protista. Es un grupo polifilético.
    http://es.wikipedia.org/wiki/Protista
    Los términos “protozoo” o “protista” no tienen validez taxonómica, como no la tiene “unicelular” o “parásito”.
    La clasificación de la tabla de Neofronteras es lo más actual que yo conozca, en la wikipedia en el entrada “Protista” está en forma de gráficos.

  5. daniel:

    Perdón por poner varios mensajes, me sale ERROR no sé por qué
    En el segundo gráfico se ve al taxón Collodictyon en la base de la rama Eucariota, el grupo al que me refería que han creado para este organismo.(La nota de prensa dice: “Shalchian-Tabrizi had to create a new main branch. It is called Collodictyon”)
    Le doy las gracias a Neofronteras por la información actual que aporta en este y los demás artículos en estos campos.

  6. daniel:

    Perdón, tienes razón en que no todos los protistas son protozoos. Los protozoos entre otras características son heterótrofos, y están dentro del grupo más amplio de los protistas. No son equivalentes. Pero ni “protozoo” ni “protista” designan grupos naturales.

  7. NeoFronteras:

    Se han aclarado el texto con alguna frase para que la noticia se entienda mejor.

  8. daniel:

    Gracias Neo por tomarte la molestia. A riesgo de parecer pesado diré que la frase “No es un hongo, alga, planta o animal”, así tal cual, resulta equívoca, ya que se puede aplicar tranquilamente tanto a Collodictyon como … a un paramecio.

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