NeoFronteras

Paulinella chromatophora. Foto: Protist Information center.

Han analizado un raro microorganismo ameboideo y demostrado que sus orgánulos fotosintéticos tienen mucho en común con sus antepasados cianobacterianos. Esto permite sugerir que los cloroplastos de las plantas originales surgieron a partir de una relación simbiótica entre cianobacterias y los precursores de las plantas.
No sabemos muy bien cómo aparecieron las plantas en este planeta. No hay duda de que son maravillosas, a partir de la luz solar trasforman el agua y el dióxido de carbono en moléculas orgánicas liberando oxígeno en el proceso. Son eucariotas, e incluso las plantas más simples tienen una estructura celular compleja con núcleo diferenciado y cloroplastos que realizan la sorprendente fotosíntesis. Hace miles de millones de años, y antes de que existiera sobre la Tierra ninguna planta, la fotosíntesis era realizada por cianobacterias, seres muy primitivos sin núcleo diferenciado, es decir procariotas. Ellas llenaron la atmósfera primitiva del oxígeno que permitió la aparición de formas de vida más complejas, incluidos los animales. Después de varios miles de millones de años todavía habitan entre nosotros sobre este planeta.
Desde hace tiempo se especula con la posibilidad de que hace millones de años las cianobacterias iniciaron una relación simbiótica con células complejas precursoras de las plantas. Pasado un tiempo las cianobacterias se incorporarían como un orgánulo más de las plantas primitivas, realizando la fotosíntesis, serían entonces plastos, y perderían su independencia como seres autómomos. Al principio se conservaría gran parte de la información genética en forma de ADN de las originarias cianobacterias, pero después de un tiempo este ADN estaría bastante cambiado. Debido a este cambio en la información genética original es muy difícil comparar ambos genomas y, por tanto, probar esta teoría. Una posibilidad de hacerlo sería encuentrar algún ser que haya incorporado recientemente una de estas cianobacterias.
Ahora Debashish Bhattacharya y sus colaboradores de la Universidad de Iowa han analizado un raro microorganismo ameboideo: paulinella chromatophora. Han demostrado que realizó la captura de sus plastos fotosintéticos hace poco tiempo (desde el punto de vista de la evolución biológica, claro) y que los plastos tienen mucho en común con sus antepasados cianobacterianos.
Paulinella chromatophora es él único organismo conocido que no comparte el mismo tipo de plasto fotosintético con las demás algas, plantas y otros organismos fotosintéticos. Éstos retienen todavía una membrana celular que los separan de su anfitrión, pero no puede vivir independientemente. Por tanto, este organismo se presentaba como un buen candidato a ejemplo de “eslabón perdido” entre dos mundos biológicos distintos.
Otro microorganismo emparentado es Paulinella ovalis que se alimenta de cianobacterias, pero que no ha incorporado orgánulos fotosintéticos. P. ovalis sería un ejemplo de organismo en un estado previo a la relación simbiótica.
Este equipo de investigadores analizó el ADN de P. chromatophora, aislando del resto la información genética procedente del plasto. Según estos datos el plasto comparte muchos genes con ciertas cianobacterias actuales que viven libremente. Contiene además miles de genes como el fotosintético psbO o el relacionado con la fijación de nitrógeno nifB que, o bien han sido incorporados al genoma de la plantas, o se han perdido en el proceso.
A veces la naturaleza es generosa y nos provee de seres maravillosos, a medio camino en el viaje evolutivo, que nos permite entender un poco mejor la historia natural. Mediante el estudio de este organismo se pretende saber cómo fue la evolución de la fotosíntesis y la aparición de las primeras plantas sobre la Tierra, allá, en un océano pretérito.
Píense en todo esto un poco la próxima vez que se como la lechuga de su ensalada. Se estará comiendo varios miles de millones de años de verde evolución fotosintética.

Referencias:
Artículo en Current Biology (de pago)
Universidad de Iowa.