Descubre la teoría de la endosimbiosis: explicación y ejemplos
Durante millones de años de cambio, desde que los primeros organismos unicelulares emergieron en la Tierra hasta los organismos multicelulares que habitamos hoy en día, ha ocurrido una evolución constante. Entre los hitos más significativos de este proceso se encuentra la aparición de las células eucariotas, que son complejas y capaces de desarrollar organismos multicelulares, a partir de las células procariotas, que son mucho más simples. Este evento revolucionario ha sido explicado por la teoría de la endosimbiosis, que es resumida a continuación.
Síntesis de la hipótesis de la endosimbiosis
La simbiosis perfecta: El secreto del éxito de las células eucarióticas reside en dos que unen sus fuerzas: la mitocondria y el cloroplasto, poderosos orgánulos responsables de generar energía para toda la célula.
Una teoría audaz: La teoría endosimbiótica propone que la mitocondria y el cloroplasto fueron en un pasado lejano células procariotas, que parasitaron en el interior de células hospedadoras más grandes. Pudieron haber sido parásitos o incluso sobrevivientes de la digestión.
Una simbiosis vital: Independientemente del origen de estas células procariotas, el resultado final fue una relación endosimbiótica mutuamente beneficiosa. Los procariotas prisioneros pudieron haber aportado nutrientes esenciales (en el caso del cloroplasto primitivo) o ayudaron a aprovechar el oxígeno para obtener energía (en el caso de la mitocondria primitiva). A cambio, recibieron protección y un ambiente adecuado para vivir.
Introducción y extensión del concepto teóricoeditar
Margulis presentó en 1967 su teoría sobre el origen de las células eucariotas a través de un artículo en la prestigiosa revista Journal of Theoretical Biology, titulado "Origin of Mitosing Cells".
Esta teoría, denominada SET (Serial Endosymbiosis Theory) por Max Taylor, un experto en protistas que ejercía como profesor en la Universidad de British Columbia, había sido previamente rechazada en quince ocasiones. Fue gracias a la intervención directa de su editor James F. DaNelly que finalmente pudo ser publicada.
Sin embargo, esto no fue el cierre de sus dificultades en la publicación de su trabajo. Margulis también se encontró con obstáculos al intentar publicar un texto más extenso, en forma de libro, titulado "Origin of Eukaryotic Cells". Este fue finalmente publicado en 1970 por Yale University Press.
Explorando los orígenes simbiogenéticos de las células eucarióticas editar
En 1883, el científico francés Andreas Schimper planteó la teoría de que las células vegetales posiblemente adquirían su capacidad fotosintética al convivir con cianobacterias en un estado simbiótico.
A principios del siglo XX, Konstantin S. Mereschovky, investigador ruso, presentó su hipótesis acerca del origen de los cloroplastos, afirmando que su formación se debía a procesos simbióticos. Aun así, esta teoría no fue bien recibida por la comunidad científica en su momento.
Merezhkovsky no solo propuso esta idea en relación a los cloroplastos, sino que también afirmó que el núcleo de las células eucariotas apareció gracias a una bacteria de vida libre. Aunque hoy en día se considera incorrecto, él fue uno de los primeros en proponer esta teoría simbiótica para el origen de las células eucariotas. Sin embargo, sus descubrimientos pasaron desapercibidos en su época.
Años más tarde, Ivan Wallin, un anatomista estadounidense, también expuso sus conclusiones acerca de la simbiosis y el origen de las especies en su libro de 1927. A pesar de sus estudios y descubrimientos, sus teorías fueron consideradas absurdas y su reputación como científico se vio afectada.
Consideración actualeditar
Simbiosis en la evolución celular: un consenso creciente
En la actualidad, se ha comprobado que tres de los cuatro simbiontes propuestos por Margulis, en su teoría de la endosimbiosis seriada, interactúan de manera simbiogenética. Sin embargo, persisten discrepancias en cuanto al detalle de la endosimbiosis del núcleo y si hubo una incorporación de espiroquetas.
A pesar de esto, día a día se va consolidando un mayor consenso en torno a la primera incorporación propuesta por Margulis.
Posibles alternativas y nuevas hipótesis
Se han planteado diversas alternativas a la propuesta de Margulis para explicar el primer paso de la simbiogénesis celular. Algunas teorías proponen procesos graduales de transformación de la célula original, mientras que otras consideran un origen simbiogenético diferente al postulado por Margulis.
A pesar de estas variaciones, Margulis sigue siendo una figura clave en la investigación de la simbiogénesis celular.
Las últimas investigaciones de Lynn Margulis
A principios de 2010, Lynn Margulis publicó un artículo científico en Biological Bulletin en el que presentó sus últimas investigaciones sobre los cilios de las células eucariotas. En él, intentó respaldar su hipótesis sobre el origen simbiótico de estas estructuras y su relación con el surgimiento de la mitosis.
Margulis afirma haber encontrado formas intermedias que no se pueden distinguir claramente entre cilios y espiroquetas (bacterias helicoidales). Según ella, haber identificado cada paso intermedio es un importante avance en la investigación de la simbiogénesis celular. ¡Y eso es una gran noticia!
La teoríaeditar
La teoría de la Endosimbiosis seriada describe el proceso a través del cual las células procariotas (eubacterias o arqueas, no nucleadas) evolucionaron en células eucariotas (células nucleadas que conforman a todos los seres pluricelulares). Este proceso se llevó a cabo mediante tres incorporaciones simbiogenéticas propuestas por Lynn Margulis.Fue en el periodo orosírico, hace aproximadamente 2000 millones de años, cuando se estima moderadamente que surgieron las primeras células eucariotas. Aunque el fósil más antiguo confirmado es el Shuiyousphaeridium macroreticulatum de Ruyang, China, que data de ~1600–1800 millones de años, se considera que este no es representativo de los primeros eucariotas que existieron. De hecho, se cree que el Grypania, datado entre 1850 y 2100 millones de años, podría ser uno de los primeros fósiles que demuestran la existencia de células eucariotas.
Mediante la unión simbiogenética de bacterias, se produjeron tres incorporaciones que dieron origen a todas las células de los cuatro reinos existentes (protistas, animales, hongos y plantas). Esto implica que las células eucariotas que conocemos hoy en día son el resultado de un proceso evolutivo complejo y dinámico.
Además, la presencia de esteranos, biomarcadores con núcleo de ciclopentanoperhidrofenantreno, en esquistos bituminosos australianos sugiere que los eucariotas, o al menos su grupo troncal, ya estaban presentes en la Tierra en ese momento. Sin embargo, es importante recordar que no hemos encontrado fósiles de los primeros eucariotas y que estos podrían ser diferentes a los que conocemos hoy en día.
Por Aida Lorenzo Corchón
Los orgánulos mitocondrias y cloroplastos son considerados semiautónomos ya que tienen algunas características similares a las bacterias. Son capaces de sintetizar proteínas gracias a su poseer ADN, ARN y ribosomas 70S. Además, se reproducen mediante división binaria lo que les permite transmitir información genética.
Cada uno de estos orgánulos cuenta con múltiples copias de una pequeña molécula de ADN circular. Sin embargo, esta información genética es insuficiente para clasificar todas las proteínas del orgánulo. La mayoría de estas proteínas son codificadas por el ADN presente en el núcleo y, una vez sintetizadas en el citosol, son transportadas a su respectivo orgánulo.
Tabla de contenidos
En el año 1883, el científico alemán Andreas Schimper planteó una teoría revolucionaria sobre la fotosíntesis en las células vegetales. Según él, esta capacidad tan importante podría tener su origen en cianobacterias que aún existen en la naturaleza y poseen habilidades similares.
Ya en los albores del siglo XX, Ivan Wallin (anatomista estadounidense) llegó a una conclusión similar a la de Schimper. Por su parte, en 1910 Kostantin S. Mereschovky presentó una hipótesis interesante: quizás las células eucariotas surgieron a través de la fusión de diferentes bacterias.
No fue hasta 1918 que el biólogo francés Paul Portier planteó que las mitocondrias de las células eucariotas podrían haber sido en su día bacterias de vida independiente, que ahora se encuentran confinadas en su interior. Este mismo descubrimiento fue compartido por Wallin en 1925.
La teoría
La teoría endosimbiótica explicada por Lynn Margulis relata la transición de células procariotas (es decir, bacterias sin núcleo) a células eucariotas (con núcleo), a través de fusiones simbiogenéticas. Margulis postula que a través de tres fusiones simbiogenéticas entre bacterias, se originaron las células que forman los individuos de los cuatro reinos: protistas, animales, hongos y plantas.
Según las estimaciones más comunes, este suceso ocurrió hace unos 2.000 millones de años, aunque se plantea la posibilidad de que haya sucedido incluso hace 1.500 millones de años. Durante esta época, la vida en la Tierra estaba compuesta por una amplia variedad de bacterias, adaptadas a distintos entornos. Margulis también destacó la habilidad de estas bacterias para adaptarse a un ambiente inestable y cambiante. Hoy en día, se conocen más de veinte tipos distintos de metabolismo en las bacterias, mientras que los pluricelulares utilizan únicamente uno: el aeróbico, que requiere oxígeno como fuente de energía. Sin embargo, existen excepciones como las plantas, que utilizan dos tipos de metabolismo: aeróbico y fotosíntesis. Para...
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