Se trata de un salto evolutivo considerable, tanto es así que sólo lo hemos visto tres veces en la evolución de la vida.
Se estima que el 8% del ADN humano es legado de virus antiguos. Pero hay organismos que roban algo más que el ADN de otros, organismos que asimilan a otro en su totalidad. Un proceso que acabamos de observar entre algas y bacterias.
Más allá de la simbiosis. Esta fusión o asimilación se produjo entre una cianobacteria recién descubierta (a la que llamaron UCYN-A) y el alga Braarudosphaera bigelowii. La bacteria dejó de ser un organismo independiente y pasó a ser un orgánulo del alga, proceso llamado endosimbiosis primaria.
Hasta donde sabemos, esta es sólo la tercera vez que esto sucede en toda la historia evolutiva del planeta.
Una frontera difusa. Esta “absorción” sitúa la relación entre algas y bacterias un paso más allá de la simbiosis. Una frontera difusa. Si bien esta relación no era del todo desconocida hasta ahora, recién ahora los investigadores se han dado cuenta de que no estaban observando dos organismos que compartían alimento sino más bien un alga y algo que solía ser una bacteria.
Parte de lo que ha llevado a los científicos a considerar que estamos ante una asimilación y no una simple relación simbiótica es que las ex cianobacterias habían perdido parte de sus genes dedicados a la fotosíntesis y el metabolismo. Es decir, ahora las algas eran su principal fuente de energía.
Por otro lado, ambos organismos contenían proteínas codificadas por el otro, además de que las bacterias habían sido “integradas” dentro del citoesqueleto del alga. Además, se coordinó la división celular en ambos organismos.
Historia reciente”. En términos evolutivos, se puede considerar que la endosimbiosis entre ambos organismos ocurrió hace relativamente poco tiempo. Según el estudio realizado por el equipo responsable del descubrimiento, la relación de simbiosis habría comenzado hace unos 150 millones de años, mientras que la asimilación hace unos 90 millones de años.
Los detalles de este estudio fueron publicados en dos artículos en revistas científicas. El primero en la revista. celúla y el segundo en Ciencia.
Del nitrógeno al amoníaco. ¿Y por qué un alga querría asimilar una bacteria de esta manera? La clave es la fijación de nitrógeno, es decir, la conversión del gas nitrógeno en amoníaco que los organismos vivos pueden utilizar.
Esta reacción química es enormemente compleja ya que el gas nitrógeno es muy estable. Curiosamente, son las formas de vida menos complejas, bacterias como UCYN-A, las únicas capaces de llevar a cabo esta transformación. Por eso estas células procarióticas son tan relevantes para las plantas, aunque hasta ahora era simbiótica y no endosimbiótica.
Ahora Braarudosphaera se ha convertido en el único organismo complejo capaz de realizar de forma independiente la transformación del nitrógeno. Todo gracias a su “nuevo orgánulo”, al que sus descubridores han llamado nitroplasto.
Una historia de (endo)simbiosis. Es sólo la tercera vez que esto sucede en los miles de millones de años de historia evolutiva de nuestro planeta. La tercera vez que conocemos en realidad. Para poner en contexto la importancia de la endosimbiosis, basta recordar cuáles fueron las dos anteriores.
El primero de ellos se produjo hace unos 2.000 millones de años: la aparición de las mitocondrias. Este orgánulo celular es hoy la fuente de energía de todas las células complejas. La absorción de las mitocondrias permitió la evolución de organismos complejos que permitieron a las células tener una fuente de energía incorporada.
El segundo sólo afectó a uno de los reinos de la naturaleza, pero fue decisivo en su evolución. Esta es la absorción de cloroplastos por las primeras plantas. Los cloroplastos son, nada menos, los orgánulos que permiten a las plantas realizar la fotosíntesis.
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Imagen | Valentina Loconte/Berkeley Lab/Tyler Coale
