NeoFronteras

El ojo más pequeño

Área: Biología — sábado, 11 de julio de 2015

Un microorganismo posee un “ojo” complejo surgido a partir de endosimbiosis.

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En 1966 Lynn Margulis escribió un artículo (“On the Origin of Mitosing Cells”) en el que proponía que algunos orgánulos celulares habían surgido por endosimbiosis de bacterias. El artículo fue rechazado por 15 revistas especializadas hasta que fue finalmente aceptado por Journal of Theoretical Biology. Ahora, esta teoría es la más aceptada en la comunidad científica.
La vida se divide entre la formada por células procariotas (bacterias y arqueas) y la formada por células eucariotas (todas las demás formas de vida de la Tierra). La célula procariota es simple, pequeña, no tiene núcleo diferenciado y no forma seres pluricelulares. La célula eucariota es mucho más grande, mucho más compleja, tiene núcleo y forma toda la vida pluricelular, aunque hay seres unicelulares que son eucariotas.
Según la teoría de Margulis, los cloroplastos o las mitocondrías serían bacterias libres que llegaron a un acuerdo de simbiosis con la célula en la que se introdujeron. Con el tiempo fueron perdiendo casi todo el ADN, pero todavía conservan algo. Algunas versiones apuntan a un inicio parasitario de esta relación o bien a un inicio de depredación.
Esto pasó hace más de mil millones de años y más tarde las células resultantes cooperaron entre sí para formar los seres pluricelulares que todos conocemos. Esta aparición por evolución de la pluricelularidad se ha dado varias veces a lo largo de la historia evolutiva terrestre. El último ejemplo de esto lo tenemos en el volvox.
Pero, ¿se ha dado esto de la endosimbiosis más de una vez? ¿Se puede dar ahora? Una vez se da la endosimbiosis, ¿el proceso evolutivo se para o prosigue hacia nuevas funcionalidades?

Algunos dinoflagelados como Erythropsidinium poseen un oceloide, una especie de “ojo”. Sí, estos seres son seres unicelulares y, sin embargo, tienen algo parecido a un ojo. El concepto de ojo o los sistemas de visión en general han sido descubiertos por la evolución muchas veces a lo largo de la historia evolutiva, incluso en unicelulares como este.
Estos dinofalgelados fueron descritos hace más de un siglo, pero es ahora cuando se ha visto su importancia como una prueba más de la endosimbiosis.
Con su “ojo” este ser capta la luz con la que le es más fácil capturar a sus presas. Además es capaz de detectar luz polarizada.
Este microorganismo espera hasta que ve una presa y entonces le lanza una especie de dardo en la dirección adecuada.
Los dinoflagelados forman parte del plancton marino y usan un flagelo para moverse. Algunos poseen cloroplastos y sobreviven gracias a la fotosíntesis. Otros emiten luz cuando sienten alguna vibración, lo que hace que algunas playas se conviertan en algo así como un rompeolas de luz líquida.
Pero algunos son muy sofisticados y son capaces de lanzar una especie de dardo para atrapar presas. A veces tienen que lanzar varios de estos “dardos” para capturar la presa en cuestión. Una estructura denominada pistón que lanza una larga y estrecha protrusión a modo de dardo en un proceso muy rápido. Todavía no se sabe cómo Erythropsidinium usa su pistón.

Estos dinoflagelados dotados de sentido de la vista (quizás decir “dotados de visión” sea exagerado) tienen un oceloide que recuerda al ojo de los vertebrados o al de los pulpos. Es como una cámara fotográfica.
Lo más fascinante es precisamente saber cómo son y cómo han llegado a poseer estos “ojos”. Según investigadores de University of British Columbia, el oceloide de dinoflagelados del tipo warnowide contiene una colección de orgánulos subcelulares. Tiene su “córnea”, su “lente”, su “iris” y su “retina” al igual que el ojo humano. Esto sería un ejemplo más de evolución convergente.

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Gracias al uso del microscopio electrónico han descubierto que la organización interna del componente retinal tiene una estructura laminar (cientos de membranas empaquetas en paralelo) que tiene que detectar prioritariamente la luz polarizada. Esta disposición es la usada en los filtros polarizadores fotográficos, en las pantallas LCD y en las gafas de sol de calidad. Las capacidades polarizantes de los oceloides de este tipo de seres ya se había propuesto anteriormente, pero no sabía cómo operaba.
Además, el análisis genético indica que que la estructura que hace la función de córnea deriva de una mitocondria, mientras que los componentes que actúan de retina son el cloroplasto de un alga unicelular, alga que fue incorporada mediante un proceso de endosimbiosis similar al antes descrito.
Muchos expertos creen que estos oceloides son, en general, un mero sistema para concentrar la luz y moverse así hacia la luz o al revés. Pero según Fernando Gómez (Universidad de São Paulo) esto no tiene sentido. El oceloide de Erythropsidinium ocupa un tercio del volumen de la célula y es muy complejo, pues incluso puede apuntar a distintas direcciones. No puede ser solamente para distinguir la luz de la oscuridad, según este investigador.
Según creen otros investigadores Erythropsidinium usa su ojo para cazar. Sus presas son casi transparentes, así que el ojo debe ser sofisticado si quiere ser funcional. La ventaja es que, al parecer, por ser este oceloide capaz de detectar la luz polarizada, las presas (transparentes bajo luz normal) son más fácilmente visibles sobre el fondo.
Erythropsidinium vive en aguas tropicales y es difícil de encontrar. Incluso en el laboratorio sólo puede sobrevivir durante un par de días.
Cómo la información es detectada por el oceloide y procesada por la célula es, de momento, algo que se desconoce. ¿Cómo ven estos microorganismos? Estos seres no tienen nervios, ni cerebro, ni nada que se asemeje a un sistema nervioso. Pero, de algún modo, se las han apañado para jugar con la información del tamaño, posición y trayectoria de la posible presa. Según Gómez incluso pueden detectar a sus depredadores.
Se especula que el oceloide puede pasar un mensaje químico a otras partes de la célula cuando por delante pasa una presa que indicaría la dirección en la que se encuentra para así poderla cazar.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4723

Fuentes y referencias:
Artículo original I.
Artículo original II.
Artículo original III.
Foto cabecera.
Foto interior: University of British Columbia.

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

  1. Miguel Ángel:

    ¿Se ha dado esto de la endosimbiosis más de una vez? ¿Se puede dar ahora?: por supuesto. Además, en este caso contamos con una evidencia de laboratorio muy reciente que data de 1987, cuando el Dr. Kwan Jeon pudo comprobar que unas amebas con las que estaba trabajando se habían transformado en una especie distinta al incorporar por endosimbiosis paquetes de bacterias.

  2. tomás:

    Pues muchísimas gracias a Neo y al apunte de Miguel Ángel. ¡Qué preciosidad de artículo! ¡Cuanta belleza y asombro puede encerrar una información así!

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