Pido al lector que imagine el trabajo más aburrido del mundo. No
se exactamente qué imagen se reproducirá en cada uno de los
cerebros pero quizá tengan en común todas ellas una cosa: la
repetitividad del trabajo. Pues bien, imaginen que su trabajo es
observar fotografías durante 15 años. Observar fotografías de
cortes ultrafinos de unas rocas extraídas de cientos de metros de
profundidad del océano pacífico cercano a las Islas de Japón.
Aburrido, ¿verdad? Imagínese, lector, que en uno de sus cortes,
tras observar cientos de ellos sin resultado aparece algo; algo
extraño. Ya otras veces se han encontrado grandes seres
unicelulares, pequeñas bacterias, hongos, incluso virus, incrustados
en rocas o adheridos a ellas. No son fósiles, simplemente viven
allí. Y de repente aparece algo que no sabes qué puede ser. Ni si
quiera sabes si es un eucariota o un procariota porque tiene
características de ambos.
ues bien, esto fue le que ocurrió en el grupo de Masashi
Yamaguchi en el año 2012. Encontraron un organismo unicelular de
10 micras de longitud y 3 de ancho (con un volumen total unas 100
veces mayor que Escherichia coli)
y que combina rasgos del mundo procariota y eucariota. Presenta una
pared celular, como las bacterias Gram
positivas, pero se desconoce su composición. Debajo, hay una
membrana plasmática que, en muchos puntos, enlaza con un sistema
interno de membranas que
rodea a los endosimbiontes y al material genético. Es decir,
presenta un núcleo. Un núcleo cuya membrana no es doble (no se
parece a la membrana nuclear típica de eucariotas, con doble capa, y
que se continua con el retículo endoplasmático) y en cuyo interior
podemos encontrar ribosomas. Esto no ocurre en eucariotas. El RNA
mensajero
es transportado hasta el citoplasma. Dentro del núcleo no hay
transcripción. Aquí parece ser que si. El DNA, además, es lineal y
no se agrega en estructuras cromosómicas como
en los eucariotas. Como he dicho, tienen simbiontes en su interior,
pero nada que se parezca a mitocondrias: son bacterias espirales de
origen y metabolismo desconocidos [podemos
ver todo esto en la Fig.
1,
Fig. 2
y
(1)].
Las
principales pruebas moleculares indican que los eucariotas provienen
de los procariotas, probablemente a través de algún tipo de
simbiosis. Básicamente hay dos grandes bloques de hipótesis:
aquellas que aseguran que habría procariotas depredadores sin pared
celular que habrían ingerido procariotas con pared celular
(proteobacterias y cianobacterias en concreto) que habrían dado
lugar a la célula
eucariótica fotosíntetica y la heterótrofa, y aquellas que
defienden una simbiosis única entre los dos tipos de procariotas
existentes: arqueos y bacterias. ¿Estamos ante un eslabón perdido
de la evolución? ¿Es razonable pensar que, algo tan extraordinario
y que hasta ahora no habíamos visto, halla
permanecido invariable durante, al menos 1900 millones de años
[recientemente se han descubierto pruebas de la existencia de células
eucariotas fotosintéticas de esta antigüedad. Ver (2)]. Masashi
Yamaguchi y
su equipo interpretan sus hallazgos como esta opción: estamos ante
un eslabón
perdido (pese a las dudas que plantea):
“La existencia de un
procariota que tiene endosimbiontes bacterianos [en su interior] no
se conocía previamente. A nuestro entender, este hallazgo es el
primero en mostrar un microorganismo tan único. De acuerdo con la
teoría endosimbiótica, una endosimbiosis estable entre procariotas
está detrás del origen de los eucariotas primitivos. Esta condición
es lo que parece haberse observado (…) en estos especímenes de
aguas profundas. Además de los endosimbiontes, el microorganismo
tenía un nucleoide rodeado por una única membrana única y
complejos sistemas de membrana; por lo tanto, nombramos al
microorganismo ‘paracariota’.” (1)
Pero
me gustaría presentar una interpretación mucho más imaginativa y,
por qué no decirlo, atractiva (nuestros gustos se mueven por lo que
nos parece atractivo) sobre el origen y el posible significado
evolutivo de este espécimen.
¿Y si no fuera un “eslabón perdido” en el sentido clásico del
término, es decir, una forma realmente intermedia? ¿Y si
estuviéramos
delante de una porción intermedia del proceso que pudo originar a
los eucariotas? En otras palabras ¿Estamos ante otro intento
evolutivo de generar células complejas? Nick
Lane,
un bioquímico que recientemente se ha hecho popular a nivel mundial
con sus publicaciones divulgativas, propone esto mismo (3). Para el,
las simbiosis entre célula simples para crear complejidad son raras
(extremadamente raras) en la evolución y el único
evento conocido sería la aparición de los eucariotas. Quizá, el
segundo, sea este Parakaryon
myojinensis.
Explicaré brevemente la hipótesis evolutiva sobre el origen de la
célula eucariota que Lane
explica
en “La cuestión
vital”.
Figura
1. Esta
es una reconstrucción 3D de Parakaryon
hecha por el equipo de Masashi
Yamaguchi.
(a)
Toda la célula. b) El «nucleóide». © El sistema citomembranal
de la célula. d) Los endosimbiontes. (e) La distribución de
vacuolas. (f) La distribución de los pequeños materiales granulados
electrón-ligeros. (g) Esquema de la Fig.
1.
¿Por
qué, durante al menos 2000 millones de años, la vida transcurrió
en forma de células procariotas y, hace 1900 millones de años, la
vida se acomplejó y aparecieron los eucariotas? Para
este autor la respuesta está en que las células procariotas no
pueden superar su estructura celular para convertirse en algo más
“complejo” o, mejor dicho, en estructuras con más niveles de
organización. Esto se debe, siempre según Nick
Lane, a
que los procariotas son muy austeros generando energía. Parece que,
para que la célula eucariótica suja, debe existir una gran
producción de energía que pueda permitir la existencia de nuevas
funciones. Los argumentos que aporta son originales y sorprendentes
(el concepto de energía por gen es muy importante aquí: los
eucariotas tienen del orden de un millón de veces más energía por
gen que los procariotas), pero falta ese apoyo empírico que, quizá,
proporcione Parakaryon
myojinensis.
Pero
existe un handicap.
El equipo de Masashi
Yamaguchi no
ha vuelto a encontrar a Parakaryon.
Encontraron un solo individuo, que diseccionaron y analizaron por
tomografía, pero ya está destruído. No se puede estudiar su
genética ni su bioquímica; ni la ultraestructua de la membrana
plasmática, el núcleo o el citoplasma. ¿Nos habremos quedado ante
un misterio irresoluble? Desde luego, algo tan apasionante no puede
quedarse sin financiación. Estamos hablando del mismísimo origne de
los eucariotas y de la vida con varios niveles de organización.
Figura
2. Una
sección ultrafina. Obsérvese el gran nucleóide irregular (N) con
membrana nucleóide única (MN), la presencia de endosimbiontes (E) y
la ausencia de mitocondrias. También se etiquetan la pared celular
(CW) y la membrana plasmática (PM).
REFERENCIAS
- Yamaguchi, M., et al.
(2012). Prokaryote or eukaryote? A unique microorganism from the
deep sea. Journal of electron microscopy, 61(6),
423-431. - La
Quimera de Gupta, “Evolución
de la multicelularidad:
profundizando sobre la complejidad (Parte I)”. 20
de abril, 2017. - Lane, N., (2016). La cuestión vital:¿ por qué la vida
es como es?. Ariel.
