Una historia alternativa de la vida

Ignacio Jiménez

La publicación en 1859 de “El origen de las especies” del famoso naturalista Charles Darwin provocó un cambio de paradigma en las ciencias naturales. En su libro, Darwin propone que las especies (incluido el ser humano) no fueron generadas por un creador omnipotente, sino que son el resultado del proceso evolutivo, cuyo principal motor es la selección natural. Aunque inicialmente la obra de Darwin fue motivo de burla, con el tiempo la comunidad científica la aceptó y, a principios del siglo XX, se fusionó la teoría darwiniana con la genética de Mendel para sentar las bases de la teoría sintética de la evolución o neodarwinismo. El neodarwinismo establece que la mutación al azar de genes es la que, generación tras generación, da lugar a la novedad evolutiva que explica la amplia variedad de especies que habita el planeta.

Desde hace muchos años, todo estudiante de biología aprende los postulados neodarwinistas en muchas asignaturas de la carrera. Sin embargo, no todos saben que hay científicos que discrepan con la opinión mayoritaria, la cual establece que la acumulación de mutaciones aleatorias y su herencia a lo largo de generaciones son la causa del origen de nuevas especies. Entre los defensores de las teorías alternativas se encontraba una de las científicas más importantes del siglo XX: la estadounidense Lynn Margulis (1938-2011). Margulis, bióloga de formación, dedicó su carrera científica al estudio de la evolución. A diferencia de gran parte de los evolucionistas de su época (casi todos ellos zoólogos), ella defendió que la base del estudio de la evolución es la célula, la unidad elemental de la vida. Por ello, Margulis centró su atención en los microorganismos, particularmente en las bacterias, al considerarlas el origen de la diversidad biológica actual. Fue así como, a finales de los años sesenta, presentó a la comunidad científica la Teoría Endosimbiótica.

The American biologist Lynn Margulis (1938-2011)

La Teoría Endosimbiótica sostiene que las células eucariotas (aquellas cuyo ADN se encuentra en el núcleo) tienen un origen bacteriano. Margulis aporta una serie de argumentos que explican este evento. Alrededor de 250 genes de los 30.000 presentes en el núcleo celular humano comparten idéntica secuencia con genes bacterianos. También destaca que el ADN de mitocondrias y cloroplastos (componentes de células animales y vegetales) es muy similar al de algunas bacterias, lo que sugiere que ambos fueron organismos independientes en el pasado y que, de alguna manera, se integraron en otra bacteria, generando así la primera célula eucariota. Margulis denomina a este tipo de asociación como fusión simbiótica.

En biología, el término simbiosis hace referencia a la interacción entre organismos de especies diferentes, en la que éstos obtienen un beneficio mutuo. El ejemplo por excelencia de simbiosis es la asociación de un hongo y una cianobacteria para formar un liquen. Los líquenes no pueden ser clasificados como hongos o como cianobacterias, aunque estén compuestos por ellos. Estos organismos están tan fusionados que son irreconocibles de manera individual, y no podrían sobrevivir el uno sin el otro. Por ello, los líquenes son considerados producto de la simbiogénesis. La simbiogénesis es la consecuencia de la asociación estable de dos simbiontes: la interacción entre ambas especies se vuelve tan fuerte que pierden su carácter individual y pasan a formar otra especie completamente nueva.

Millions of years ago, mitochondria and chloroplasts were independent prokaryotes that integrated into another prokaryotic cell.

Según Margulis, la simbiogénesis ha dado lugar a la gran variedad de especies que han existido y existen. En su obra “Captando genomas”, escrita conjuntamente con Dorion Sagan en 2002, Lynn Margulis aporta gran cantidad de ejemplos de nuevas especies que han surgido como resultado de la simbiogénesis. No obstante, el principal argumento de los científicos neodarwinistas contra las tesis de Margulis es que, reconociendo que la simbiogénesis existe, los ejemplos de nuevas especies originadas a través de este mecanismo son minoritarios, y que la variación hereditaria proviene, en su inmensa mayoría, de la acumulación de mutaciones genéticas a lo largo del tiempo. Margulis explica que es poco probable que las mutaciones aleatorias del ADN puedan producir cambios que vayan a ser elegidos por la selección natural, debido a que éstas suelen conllevar la pérdida de la funcionalidad del gen y, con ello, la enfermedad. A su vez, propone que la fuente de novedad evolutiva es la adquisición de genomas enteros de unos organismos por parte de otros, como ocurre en la simbiogénesis. Además, la explicación de la científica estadounidense presenta una posible solución al gran misterio que plantea el registro fósil. En el registro se observan cambios muy drásticos en la morfología de las especies: estos cambios radicales sugieren que las especies no evolucionan gradualmente, sino de manera abrupta.

Un bonito ejemplo de simbiogénesis es el del calamar Euprymna scolopes y la bacteria bioluminiscente Vibrio fischeri. El calamar posee un conjunto de genes que promueven el desarrollo de un tejido especial que sirve para capturar a una sola cepa de V. fischeri en el momento en que el animal nace. Una vez que las bacterias están alojadas en el interior del animal, el tejido desaparece. Sin embargo, si por algún motivo el calamar perdiese a su simbionte, el tejido se regeneraría, de manera que podría volver a capturar a la bacteria. Mientras que V. fischeri obtiene alimento del animal, éste se beneficia de la bioluminiscencia producida por la bacteria, de forma que los potenciales predadores confunden al calamar con el reflejo de la luna en el agua. Este es un claro ejemplo de la regulación de la simbiosis a nivel genético.

Aunque la comunidad científica sigue debatiendo, la teoría de la simbiogénesis como motor principal de la especiación es una de las contribuciones más importantes a la biología evolutiva desde Darwin. Los nuevos avances de la genética moderna y la biología molecular respaldan la teoría simbiogenética: mediante la comparación de genomas de distintas especies podría seguirse el rastro de los posibles eventos de simbiogénesis ocurridos a lo largo de la evolución. Los nuevos campos del conocimiento biológico pueden esconder la respuesta al enigma de la evolución. ¿Podría ser la simbiogénesis una historia alternativa del origen de la vida?

Referencias:

https://elpais.com/elpais/2015/08/19/ciencia/1440001134_537219.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Cyanobacteria

https://www.nytimes.com/2011/11/25/science/lynn-margulis-trailblazing-theorist-on-evolution-dies-at-73.html

Por Ignacio Jiménez, estudiante de doctorado,Wellcome Trust Centre for Cell Biology, Universidad de Edimburgo. Delegación de CERU en Escocia.

Etiquetas: