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Sobre los primeros pasos evolutivos que llevaron de los procariotas a los eucariotas

Área: Biología,Genética — domingo, 10 de mayo de 2015

Un análisis genético de una arquea revela que contiene genes que hasta ahora se creían exclusivos de los eucariotas.

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Durante miles de millones de años la vida en la Tierra fue solamente microbiana. La mayor parte de ese tiempo fue procariota, seres como las bacterias y arqueas que no tiene núcleo diferenciado ni orgánulos complejos.
En algún momento algunas de esas células cooperaron entre sí, quizás a partir de un fagotización encaminada a “comerse” al otro. Pero a partir de ese momento aparecieron los núcleos celulares, los cloroplastos o las mitocondrias. Entonces apareció la célula eucariota.
Puede que no parezca gran cosa la diferencia entre una célula eucariota y otra procariota, pero esa diferencia es enorme. Entre otras cosas las células eucariotas cooperaron entre sí para formar seres pluricelulares. Algo que nunca se ha dado con procariotas.
Como decía Gould, la vida fue empujada hacia la complejidad porque en el otro extremo, el de la simplicidad, ya no había más espacio.
Hace unos 600 millones de años los primeros seres pluricelulares aparecen en el registro fósil. El hombre moderno apareció hace unos 100.000 años. Entre medias está la historia de la vida compleja, con su Anomalocaris, su flora sin flores, su Carbonífero, sus libélulas gigantes, sus gorgonópsidos, sus dinosaurios y sus cinco grandes extinciones masivas, con la nueva y sexta ya en curso.
Nuestro planeta y el Sol podrán mantener la vida compleja durante otros 1000 millones de años, más o menos. Sólo podemos soñar sobre cómo podrán llegar a ser esas criaturas futuras una vez los humanos hallamos desaparecido por culpa, probablemente, de nuestra propia estulticia o de un accidente cósmico.
Después de ese momento la vida en la Tierra volverá a ser microbiana hastqa que desaparezca por completo y caiga en el olvido cósmico. Entonces, durante la mayor parte de la historia biológica de la Tierra la vida habrá sido microbiana.
Pero en el momento actual, hay algunos humanos (por desgracia, sólo algunos) que quieren saber cómo aparecieron los primeros seres complejos, aunque ya casi no queden pistas y restos sobre la Tierra.
Debido a la carencia de partes duras y del tiempo transcurrido, el registro fósil no puede aportar gran cosa a esta pregunta sobre nuestro propio origen. Pero quizás, haya algunas pistas en los genomas de seres que casi no han cambiado durante todo este tiempo.
Recientemente un grupo de científicos de la Universidad de Uppsala (Suecia) ha publicado un artículo sobre el descubrimiento de un nuevo tipo de microorganismos extremófilo procariota que está ligado a la aparición de la vida compleja. Es una especie de “eslabón perdido” temprano entre procariotas y eucariotas. Se trata de una arquea.
Las arqueas, en general, se parecen en aspecto a las bacterias. Pero un análisis genético nos dirá que son completamente distintas. Tanto es así que en los setenta se propuso que la base del árbol de la vida estaba compuesto por tres ramas: bacterias, arqueas y eucariotas. En un principio se les llamó arqueas porque se creía que eran muy “primitivas”, pero un análisis detallado de sus genes también nos dice que están más emparentadas con las eucariotas que con las bacterias.
En el estudio realizado por Thijs Ettema y sus colaboradores se analiza a la arquea Lokiarchaeota, un microorganismos encontrado en el castillo de Loki, una fuente hidrotermal submarina localizada en la dorsal atlántica entre Groenlandia y Noruega a 2352 metros de profundidad.
Las fuentes hidrotermales son lugares de intensa actividad volcánica. A veces el agua sale a gran temperatura por unas chimeneas cargadas de minerales y gases disueltos que los microorganismos extremófilos aprovechan. Alrededor de estas fuentes se suele asentar un rico ecosistema de distintos tipos de seres, incluyendo varias especies de artrópodos, moluscos y gusanos. Estos ambientes extremos contienen generalmente microorganismos desconocidos. Los que se hacen llamar exobiólogos estudian estos ambientes extremos para intentar saber, según ellos, cómo puede ser la vida en otros planetas.
Sin embargo, el castillo de Loki, aunque influenciado por el vulcanismo, no está a alta temperatura, sino todo lo contrario.
Los primeros resultados obtenidos sobre el análisis de los genes de Lokiarchaeota son muy prometedores. Los investigadores no se lo podían creer por espectaculares, según Ettema.
Loki parece ser una forma de vida intermedia entre seres unicelulares y pluricelulares. Comparte muchos genes que hasta ahora se creía que eran exclusivos de los eucariotas. Lokiarchaea tiene más de 100 genes que codifican funciones celulares sofisticadas, como las que permiten la deformación de la pared celular para formar vesículas, algo que se creía exclusivo de los eucariotas.
Esto sugiere que los primero pasos de la vida compleja se dieron en la evolución de los eucariotas. También sugiere que las células sofisticadas eucariotas evolucionaron a partir de unas células especiales ya bastante elaboradas que, siendo procariotas, contenían ya las herramientas genéticas básicas que permitieron algunas de las funciones complejas de los eucariotas.
Lokiarchaea es en un 100% arquea, no tiene un genoma grande ni mitocondrias como en el caso de los eucariotas. Pero el descubrimiento emborrona la línea que separa a los eucariotas de los procariotas, al menos en sus primero pasos evolutivos.
Se necesita observar directamente a estas arqueas para saber más, porque, de momento, los resultados están basados solamente en sus genes analizados en los sedimentos marinos. Pero no va a ser fácil recolectar ejemplares y cultivarlos en laboratorio.

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Fuentes y referencias:
Artículo original
Foto: Centre for Geobiology (University of Bergen, Norway), R.B. Pedersen.

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1 Comentario

  1. tomás:

    Dice el penúltimo párrafo: “Pero el descubrimiento emborrona la línea que separa a los procariotas de los eucariotas, al menos en sus primeros pasos evolutivos”.
    Era de esperar que fuese así, puesto que todo ser vivo proviene de un primer ancestro común universal. Las etapas de transición han de darse y en ellas ha de existir esa especie de “borrón” -posiblemente breve, como predica Gould-.

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