Notas cortas: Invasión bacteriana

Todos los seres vivos de la tierra estamos constituidos de células, seamos multicelulares o unicelulares. Básicamente existen dos tipos de células, las que no tienen núcleos membranosos (procariontes) y aquellas que tienen núcleos y otros orgánulos membranosos (eucariontes). La evidencia del análisis de ADN y el registro fósil indican que las células procariontes surgieron antes que las eucariontes y que estas últimas son en realidad descendientes de las primeras.

Esquemas de una célula procarionte (arriba) y una célula eucarionte (abajo). Note que las células procariontes carecen de un núcleo y orgánulos membranosos. Arte de Gunilla Elam.

Sin embargo, las células eucariontes además de tener orgánulos membranosos, poseen entidades que se reproducen independientemente de la célula, tienen metabolismos y genomas propios. Estas entidades son los cloroplastos y las mitocondrias. Los cloroplastos permiten que las plantas y otros organismos eucariontes "plantoides" como las microalgas puedan llevar a cabo la fotosíntesis. Y las mitocondrias son los orgánulos presentes en casi todos los eucariontes que se encargan de suministrar la mayor parte de la energía a la célula. En 1980 la bióloga Lynn Margulis y otros científicos retomaron una antigua idea y se enfocaron en recopilar evidencias para conformar la teoría endosimbiótica, misma que indica que en realidad mitocondrias y cloroplastos son bacterias que ingresaron a una antigua célula eucarionte y nunca se fueron.

Imágenes coloreadas y tomadas con microscopio electrónico de barrido de una mitocondria (izquierda) y un cloroplasto (derecha). Mitocondria por los profesores T. Motta y T. Naguro, cloroplasto por el Dr. David Furness.

Pero ¿cuándo tomó lugar esta simbiosis? Los cálculos con datos moleculares siempre fueron difíciles y algo contradictorios, además de que desgraciadamente el registro fósil no podía ayudar en mucho (pues no se conocen orgánulos celulares fosilizados). Un nuevo estudio pone fechas bastante confiables a la endosimbiosis, ente un 14 y un 26 % más que los estimados anteriores. El estudio concluye que los plástidos primarios (entre los que se encuentran los cloroplastos) ingresaron a las células hace aproximadamente 900 Ma; mientras que las mitocondrias ingresaron mucho antes, hace 1,200 Ma. Estas fechas coinciden con la aparición de microfósiles en forma de alga y los más antiguos fósiles conocidos de supuestos eucariontes.

Algunos fósiles identificados como de Eucariontes del Mesoproterozoico (ca. 1,200 Ma), tiempo en el que ingresaron las mitocondrias a las células eucariontes.

Con estos nuevos datos, sabemos que nuestras proteobacterias simbiontes habitan en los cuerpos de sus hospederos desde antes que siguiera surgiera algo con más de una célula en sus cuerpos. Pero surge la duda: si los cloroplastos sólo llevan 900 Ma con sus hospederos, ¿que son esos fósiles con forma de alga de hace más de 1,000 Ma? La duda es intrigante.

FUENTE:

Shih, P. M., & Matzke, N. J. (2013). Primary endosymbiosis events date to the later Proterozoic with cross-calibrated phylogenetic dating of duplicated ATPase proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences.