Teoría de la endosimbiosis seriada. Lynn Margulis.

Creo que la mayor parte de la novedad evolutiva surgió y todavía surge directamente de la simbiosis.

Lynn Margulis

En un breve artículo “Individualidad por incorporación” expone Lynn Margulis los puntos principales de su Teoría de la endosimbiosis seriada. El artículo está disponible en castellano en Planeta simbiótico. Un nuevo punto de vista sobre la evolución. Editorial Debate y también en un volumen publicado por la Universitat de València, Col-lecció Honoris Causa que recoge un conjunto de escritos seleccionados bajo el título Una revolución en la evolución. Lynn Margulis.

He realizado un extracto del artículo con las ideas que considero fundamentales y accesibles a un público no especializado –entre el que me cuento. También el dibujo (Kathryn Delisle) de la imagen proviene del mismo artículo

1. Veamos un breve resumen del contenido de la Teoría de la endosimbiosis seriada (SET) por la propia Lynn Margulis:

Intentaré resumir de forma tan simple como se posible. En primer lugar un tipo de bacteria amante del azufre y del calor, llamada arqueobacteria se fusionó con una bacteria nadadora. Juntos los dos componentes integrados de la fusión se convirtieron en el nucleocitoplasma, las sustancia base de los ancestros de las células animales, vegetales, fúngicas. Este temprano protista nadador era, como sus descendientes actuales, un organismo anaerobio. Envenenado por el oxígeno vivía en arenas y lodos donde abundaba la materia orgánica, en grietas de las rocas, en charcos y estanques donde este elemento estaba ausente o era escaso[...] otro tipo de microorganismo de vida libre fue incorporado a la fusión: una bacteria que respiraba oxígeno. Surgieron células todavía mas grandes, más complejas. El triplemente complejo respirador de oxígeno (amante del calor y del ácido, nadador y respirador de oxígeno) se volvió capaz de engullir alimento en forma de partículas. Estas células con núcleo, seres complejos y asombrosos que nadaban y respiraban oxígeno, aparecieron por primera vez sobre la tierra quizá tan pronto como hace unos 2.000 millones de años. Esta segunda fusión, en la que el anaerobio nadador adquirió un respirador de oxígeno, condujo a células con tres componentes cada vez más preparadas para soportar los niveles de oxígeno libre que se acumulaban en el aire. Juntos, el delicado nadador, la arqueobacteria tolerante al calor y al ácido y el respirador de oxígeno, formaban ahora un único y prolífico individuo que produjo nubes de prole.[Todos los animales y hongos; quién no recuerda aquí al Abraham de la ciudad de Ur, cuyos descendientes serían innumerables como estrellas]

[y ahora las plantas]

En la adquisición final de la serie generadora de células complejas, los respiradores de oxígeno engulleron , ingirieron, pero no pudieron digerir bacterias fotosintéticas de color verde brillante. La “incorporación” literal tuvo lugar tras una gran lucha en la que las bacterias verdes no digeridas sobrevivieron y la fusión completa prevaleció. Con el tiempo las bacterias verdes se convirtieron en cloroplastos. Como cuarto miembro, estos productivos amantes del sol se integraron con los demás socios antes independientes. Esta fusión final dio lugar a las algas verdes nadadoras. Estas antiguas algas verdes nadadoras no sólo son los ancestros de las células vegetales actuales, todos sus componentes individuales todavía están vivos y en buena forma, nadando y fermentando y respirando oxígeno.

2. Según la propia Lynn Margulis tres de los cuatros puntos de esta teoría están probados y son generalmente aceptados:

Ahora podemos identificar tres de los cuatro socios que subyacen al origen de la individualidad celular. Los científicos interesados en este asunto están de acuerdo en que la sustancia base de las células, el núcleocitoplasma, descendió de las arqueobacterias [...] Las mitocondrias respiradoras de oxígeno de nuestras células [...] evolucionaron a partir de simbiontes bacterianos ahora llamados “bacterias púrpura” o “proteobacterias. Los cloroplastos [...] fueron en su tiempo cianobacterias fotosintéticas de vida libre

3. El punto polémico:

Un tema principal y polémico perdura [...] Mi hipótesis de que el nadador –otro microorganismo diferente- fue adquirido simbióticamente en el primer y más antiguo paso del origen de las células nucleadas es el componente de idea más difícil de defender. Esta fusión tuvo lugar hace quizá 2.000 millones de años. La idea clave de la SET es que los cilios, las colas de los espermatozoides, las protuberancias sensoriales y muchos otros apéndices de las células nucleadas surgieron en la fusión original de la arqueobacterias con la bacteria nadadora.

[ Contrario a este idea Max Taylor propone una teoría no simbiótica para el origen de las células nucleadas: teoría de la filiación directa]

4. El nadador invasor:

“todavía tiene parientes de vida libre. Son las espiroquetas. Sus ancestros, los antiguos serpenteadotes silvestres, hambrientos y desesperados, invadieron muchas arqueobacterias, algunas incluso parecidas a las actuales Thermoplasma. Las invasiones fueron seguidas de treguas. Yo postulo que las células nucleadas más tempranas emergieron después de que las espiroquetas y las arqueobacterias sobrevivieran en estado fusionado. La célula con núcleo evolucionó mediante simbiogénesis.” [...] Las espiroquetas con forma de sacacorchos, los bólidos del mundo microbiano, parecen serpientes helicoidales. Estas bacterias se abren paso vertiginosamente, hacia delante y hacia atrás, hacia arriba y hacia abajo y hacia derecha e izquierda [..] En el pasado remoto, como ahora adelantaban a las demás bacterias. Rápidas y prolíficas las espiroquetas invadieron el espacio interno de las arqueobacterias y aquellas que interactuaron sobrevivieron. Sus descendientes vivos están ahora inextricablemente involucrados en los movimientos mitóticos y otras actividades de las células complejas. Los socios están tan fusionados que la trama del origen es difícil de reconstruir, pero no imposible.

5. Punto final: seres simbióticos sobre un planeta simbiótico.

Incluso si la investigación demuestra que mi hipótesis de las espiroquetas es falsa, el mismo hecho de pensar en la simbiosis es un fenómeno simbiótico. El oxígeno que respiramos penetra en nuestro cerebro procedente de las corriente sanguínea y es incesantemente metabolizado por las mitocondrias que sabemos que son antiguas bacterias respiradoras. Estén o no las serpenteantes espiroquetas en el centro de nuestro ser, seguiremos siendo seres simbióticos sobre un planeta simbiótico.

6. Gaia. Esto sería tema para un nuevo post.