Una propuesta sobre el origen de los organismos complejos

Hay dos tipos de seres vivos, los sin-núcleo y los con-núcleo. Los sin-núcleo los llamamos bacterias (y algo parecido, las arqueas). Los con-núcleo van desde microbios como el de la malaria, hasta nosotros o la ballena azul, pasando por hongos, plantas y demás. Todo indica que los sin-núcleo son mucho más antiguos en la Tierra que los con-núcleo. Entonces, si la Tierra estaba poblada solo por los sin-núcleo, ¿cómo ocurrió la evolución a los con-núcleo?

Hay dos tipos de seres vivos, los sin-núcleo y los con-núcleo. Los sin-núcleo los llamamos bacterias (y algo parecido, las arqueas). Los hay de muy diversas formas y colores, pero, individualmente, son microscópicos; y ya está. Los con-núcleo van desde microbios como el de la malaria, hasta nosotros o la ballena azul, pasando por hongos, plantas y demás. La biología moderna dice que los sin-núcleo no forman organismos complejos (como nosotros) porque su organización es simple. ¡Fenomenal! Ahora bien, todo indica que los sin-núcleo son mucho más antiguos en la Tierra que los con-núcleo. Entonces, si la Tierra estaba poblada solo por los sin-núcleo, ¿cómo ocurrió la evolución a los con-núcleo? Bueno, pues ese es uno de los grandes enigmas de la Biología. Para responder a este enigma se han propuesto hasta la fecha más de 50 teorías, pero, por una parte, son explicaciones parciales y, por otra, es muy difícil empezar a sondear su verosimilitud.

Pasamos a otra cosa. Uno de los “inventos” geniales que tienen los organismos con-núcleo en sus células son unas pequeñas centrales energéticas llamadas mitocondrias. Los sin-núcleo no las tienen, y para nosotros son esenciales, porque, entre otras muchas cosas, es donde se “queman” las moléculas de los alimentos que utilizamos como “combustible” para generar movimiento, materiales de repuesto o calor; son importantísimas. Otro de los “inventos” de los con núcleo es la fagocitosis, es decir, literalmente, comerse a otras células. Bien, pues ya está, la respuesta al enigma es que los con-núcleo somos así porque hace mucho tiempo inventamos las mitocondrias.

No es tan fácil. Resulta que parece claro que la mitocondria era, en origen, una bacteria. Lo que debió pasar es que la susodicha bacteria se asoció con otro sin-núcleo (posiblemente una arquea), y el organismo compuesto resultante, en cierto momento encerró su genoma en una cubierta protectora (el núcleo). Y lo que no se sabe es cómo se produjo esa asociación inicial, que dio origen a la complejidad actual.

Para explicar esa asociación primordial las teorías existentes divergen en dos grandes familias, los que proponen que un sin-núcleo primitivo (llamémosle hospedador) fagocitó (se comió) una bacteria y ésta se convirtió en la mitocondria; y los que proponen que el hospedador se asoció amistosamente con la bacteria para formar una simbiosis beneficiosa para ambos y, después, ese organismo simbiótico fue adquiriendo cada vez más complejidad.

El profesor Mario Mencía de la Universidad Autónoma de Madrid ha propuesto una nueva teoría que trata de integrar las dos visiones. El hospedador (capaz de una primitiva fagocitosis) y la bacteria se asociarían al principio de forma casual (como una relación depredador-carroñero). Después, la bacteria ayudaría a capturar sus presas al depredador (lo que la beneficiaría a ella también). Pero, en cierto momento, y ya en una asociación más íntima, la contribución clave de la bacteria sería segregar ácido para ayudar a digerir las presas del hospedador. Con ello se “inventó” la digestión al ácido que utilizamos todos en nuestros estómagos y en muchas de nuestras células, y es crucial para el reciclaje de moléculas biológicas. Y ese sería el origen de la complejidad. Hoy día una de las funciones primordiales de la mitocondria es precisamente transportar ácido (protones) para generar energía, aunque ya no se dedica a ayudar a digerir. Novedad: existiría la posibilidad de hacer una simulación experimental de esta teoría. Bueno, pues esta es la propuesta de Mario Mencía. Expectante quedo a la espera de esa demostración…

JAL (NeuroVirología UAM)

Director de Cultura Científica del CBMSO

DIVULGACIÓN CIENTÍFICA DEL 01 de DICIEMBRE de 2022

ENTRE PROBETAS

Martes 21:03 h en Radio 5

ENTRE PROBETAS
Apadrina una roca y cuídala
29/11/2022
España cuenta con una extraordinaria riqueza natural bajo nuestros pies, como volcanes, simas, cañones, cuevas, yacimientos minerales o yacimientos paleontológicos. De todas ellas y de la posibilidad de apadrinarlas hablamos esta noche con Juana Vegas, investigadora del Instituto Geológico y Minero de España. En mujeres de ciencia hablamos de Cecilia Payne-Gaposchkin. Con más noticias y la canción de la invitada terminamos el programa.

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