Como describimos en nuestro post “Los orígenes de la vida”, los procariotas (células sin núcleo también conocidas como bacterias) [1] , fueron, con certeza, los primeros organismos vivos sobre la Tierra. Durante el proceso evolutivo también aparecieron las células eucariotas, es decir, células con núcleo. Diversas teorías han tratado de explicar la aparición de estos dos tipos de organismos tan diferentes a primera vista. La teoría que acepta actualmente la comunidad científica es la “Teoría Endosimbiótica” [2], que nos permite explicar la formación de células eucariotas como posibles quimeras.
Concepto de endosimbiosis
Antes de adentrarnos en esta teoría, es importante explicar el concepto de endosimbiosis. Esta palabra está compuesta por el prefijo endo-, que significa “dentro”, y la palabra “simbiosis”, que describe una relación mutuamente beneficiosa entre dos organismos. Un claro ejemplo de simbiosis son los líquenes: relación simbiótica entre un alga y un hongo [3]. En el caso concreto de la endosimbiosis, la interacción se produce de modo que un organismo vive en el interior del otro (siendo este último conocido como “huésped”). Estos organismos benefician el uno al otro, lo que les favorece, pero también les hace dependientes.
Teoría endosimbiótica
El concepto de endosimbiosis es fundamental para comprender dicha teoría. No solo explica como las células eucariotas pudieron haber surgido, sino que también explica el origen de dos estructuras celulares: las mitocondrias (presentes en todos los eucariotas) y los cloroplastos (específicos de plantas). Estas estructuras conocidas como “orgánulos” (o compartimentos celulares) [4] habrían sido inicialmente células procariotas que fueron ingeridas por el antepasado de las células eucariotas. A menudo, la célula ingerida termina siendo digerida y sirve como alimento. Sin embargo, puede ocurrir que la célula ingerida no sea destruida, sino que comience a vivir en el interior de su depredador, que se convierte en un huésped. De este modo las bacterias ingeridas perdieron su independencia y terminaron siendo simples orgánulos de la célula huésped. Según la teoría endosimbiótica, este fenómeno ocurrió dos veces en los predecesores de las células eucariotas. Primero, la endosimbiosis dio lugar a las mitocondrias, presentes en todas las células eucariotas. En un segundo evento, exclusivo en células vegetales, surgieron los cloroplastos.
¿Qué argumentos apoyan esta teoría?
Muchos argumentos están a favor de esta teoría [5]. Aun así, merece la pena explicar que, las teorías científicas están basadas en conocimientos que a veces no pueden ser demostrados directamente, pero que numerosas pruebas evidencian. Como consecuencia, una teoría no puede ser considerada como verdad absoluta, sino que es más bien el concepto más cercano a la realidad si seguimos la lógica (esto también se aplica, por ejemplo a la teoría de la evolución).
El primer argumento a favor de esta teoría de la endosimbiosis es el hecho que las mitocondrias y los cloroplastos contienen un ADN muy similar al de los procariotas. Estas estructuras también son capaces de transcribir y traducir sus propias proteínas, como un organismo unicelular independiente.
El segundo argumento es que estos orgánulos son de un tamaño similar a las células procariotas. En general, las células procariotas son más pequeñas que las células vegetales o animales. Por tanto, es posible que las células procariotas fueran ingeridas regularmente a modo de comida por los predecesores de los eucariotas actuales.
Un tercer argumento se basa en el tipo de división celular. Las mitocondrias y los cloroplastos se dividen por fisión binaria, común en procariotas [6], mientras que las células eucariotas se dividen por mitosis [7].
Finalmente, sí nos interesamos en la membrana de los orgánulos (barrera que se encuentra alrededor de la célula y de sus compartimientos), podemos observar otra particularidad. Su barrera está compuesta por dos membranas, lo que podría podrían ser explicado por el hecho de que el ancestro común de estos orgánulos fue consumido de la manera siguiente:
¿Beneficio común?
A pesar de contar con distintos argumentos para apoyarla, esta idea puede sorprender a primera vista. ¿Qué ventaja podría surgir al desarrollar una relación con un organismo que de otro modo sería ssimplemente comida? Antes de nada, es importante resaltar que estos eventos son extremadamente raros y aleatorios. Ahora, como principal ventaja, debemos recordar que las mitocondrias y los cloroplastos son estructuras que permiten la producción de energía en la célula. Es posible que las células ingeridas por el predecesor de los eucariotas usaran este aporte de energía como moneda de cambio para “convencer” a su huésped y quedarse a vivir en su interior. Respecto a la célula ingerida, vivir dentro de un huésped también tiene ventajas como, por ejemplo, protección. Estas ventajas mutuas pudieron promover la conservación de esta interacción simbiótica hasta el punto donde dos organismos pasaron a ser uno.
Si deseas ver un vídeo complementario (en inglés): https://www.youtube.com/watch?v=FGnS-Xk0ZqU
Referencias:
1. https://es.wikipedia.org/wiki/Prokaryota
2. https://es.wikipedia.org/wiki/Endosimbiosis
3. https://es.wikipedia.org/wiki/Liquen
4. https://es.wikipedia.org/wiki/Org%C3%A1nulo
5. https://sciencing.com/bacteria-life-cycle-12211284.html
