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Simbiogénesis
Alberto González Fairén
La Teoría clásica de la Evolución por Selección Natural, tal como la formuló Charles Darwin en 1859, sostiene que los seres vivos mejor adaptados a su entorno son los que más probabilidades tienen de sobrevivir en la dura competencia que se establece entre ellos, y de dejar así sus descendientes en la siguiente generación. El avance de la Genética moderna, a partir del redescubrimiento de los trabajos de Gregor Mendel en 1900, introdujo el concepto de las mutaciones por azar como causa principal de variación entre los seres vivos y, por ende, de existencia de ejemplares mejor y peor adaptados. La consideración de las mutaciones aleatorias en la composición química de los genes como motor evolutivo de primer orden fue la base de la Teoría Sintética de la Evolución, dibujada por Theodosius Dobzhansky en 1937. Este concepto de la evolución ha pervivido durante casi todo el siglo pasado, y aún hoy mantiene, al menos, cierta vigencia. Sin embargo, desde hace algunas décadas, avanza con fuerza idea de que es la asociación y cooperación entre los seres vivos, y no la competencia, lo que mueve el motor evolutivo. En estas ideas, nacidas de los estudios de biólogos rusos y alemanes de principios del siglo XX y defendidas hoy por Lynn Margulis, se basa la Teoría de la Simbiogénesis, según la cual la adquisición de nuevos genes por fusión simbiótica es la fuente principal de la variación genética.
os trabajos de Margulis (figura 1) demuestran que la acumulación de mutaciones lleva siempre al empobrecimiento y última extinción de las especies, nunca a la generación de especies nuevas. La especiación se produce por simbiogénesis, como ilustra el siguiente ejemplo: el género Convoluta, un platelminto marino, incluye al menos tres especies: C. roscoffensis, totalmente verde y fotosintético, porque alberga algas verdes del género Platymonas en todas sus células; C. paradoxa, de color pardo y fotosintético debido a que tiene diatomeas; y C. convoluta, que carece de color, no tiene simbiontes, y es heterótrofo (figura 2). Por tanto, el género Convoluta incluye tres organismos estrechamente relacionados en origen, pero muy diferentes en aspecto y metabolismo, según el proceso de simbiogénesis que han seguido en uno u otro caso. El origen de los nombres es muy anterior al conocimiento profundo de las causas finales de la diferenciación: los botánicos y zoólogos del siglo pasado describían y denominaban, y la Teoría de la Simbiogénesis explica el porqué de las diferencias a la luz de la especiación simbiótica. La lista de ejemplos similares al anterior que Margulis ofrece para basar la Teoría de la Simbiogénesis superaría con mucho la extensión de esta revista.
Lynn Margulis
Figura 1: Lynn Margulis, profesora de la Universidad de Massachussets.
Convoluta
Convoluta
Convoluta
Figura 2: Arriba: C. roscoffensis. Centro: C. paradoxa.
Abajo: C. convoluta. (© Arthur Hauck)
En mayo de 2005 se presentaron nuevas pruebas de procesos de simbiosis que datan de hace millones de años. El grupo de Xunlai Yuan, de la Universidad china de Nanjing, describió fósiles de organismos similares a líquenes, con hifas filamentosas asociadas a cianobacterias cocoidales o algas, descubiertos en formaciones sedimentarias de hace entre 551 y 635 millones de años en el sur de China. Los talos cocoidales no muestran evidencia alguna de reacciones adversas por parte del huésped, que indiquen resistencia ante un posible microparasitismo; ni tampoco aparecen malformaciones celulares o anormalidades morfológicas en las hifas. Además, en el mismo grupo fósil aparecen talos no asociados a hongos, lo que implica que las bacterias habrían funcionado como fotobiontes facultativos, capaces de asociarse a hongos para formar líquenes o de tener vida libre. La importancia del descubrimiento radica en que estos fósiles son la prueba definitiva de que los hongos desarrollaron patrones simbióticos con fotoautótrofos antes de la evolución de las plantas vasculares. Además, estos fósiles indican que los primeros pasos hacia la simbiosis entre hongos y fotoautótrofos (y, por ende, el origen de los líquenes) comenzaron como interacciones facultativas con cianobacterias.

Y tan sólo hace dos meses, en octubre de este año, Noriko Okamoto e Isao Inouye, de la Universidad de Tsukuba, en Japón, presentaron pruebas de que la endosimbiosis es un proceso que sigue sucediendo. Su trabajo describe las primeras etapas de una endosimbiosis en proceso entre el protista Nephroselmis y el dinoflagelado Hatena (figura 3). Nephroselmis puede mantener vida libre o puede habitar en el interior de Hatena. En endosimbiosis, conserva su núcleo, mitocondrias, plástidos y, en algunos ejemplares, el Aparato de Golgi; pero ha perdido los flagelos, el citoesqueleto y el sistema de endomembranas, lo que hace que los organismos que han entrado en simbiosis sean incapaces de mantener vida libre. En correspondencia, Hatena es capaz de guiarse por fototaxis cuando tiene protistas endosimbiontes, y pasa de ser depredador a desarrollar autotrofía. Okamoto e Inouye están ahora intentando demostrar que ha habido transferencia lateral de genes entre ambos microorganismos, ya que tal proceso es un paso clave en la evolución de las plantas y las algas modernas.
dinoflagelado
 
Nephroselmis
Figura 3: Izquierda: dinoflagelado. Derecha: Nephroselmis.
En definitiva, es el intercambio y adquisición de genomas lo que lleva al progreso evolutivo. En este fenómeno, denominado simbiogénesis, conjuntos enteros de genes, e incluso organismos completos con su propio genoma, son asimilados e incorporados por otros. En palabras de Margulis: “Los protagonistas de la historia del origen de las especies son bacterias rápidas y decididas, junto con expertos arquitectos protistas sobre una Tierra tectónicamente activa bajo un Sol energético. Guerras, alianzas, extraños encuentros sexuales, uniones, treguas y victorias constituyen los dramas de esta historia. Mutaciones aleatorias de ADN, de consecuencias originalmente destructivas, dan cuenta tan sólo de sus inicios. Los seres vivos son los verdaderos protagonistas. La saga evolutiva entera sobre cómo las especies se originaron y se extinguieron puede constituir la narración más grande jamás contada”.
 
 
Madrid, España, 10 de Julio de 2006.
 
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