Endosimbiosis

La complejidad de los seres vivos, incluso de los más sencillos deja perplejos a los investigadores, pero principalmente intriga la pregunta de ¿cómo surgieron seres tan complejos? 

Recordemos por un momento que existen dos tipos básicos de células:



1) Procariotas: Estas son pequeñas, no tiene núcleo, no tienen organelos.




2) Eucariotas: Son mas grandes, poseen núcleo y organelos. 


Observa la imagen 1 donde se muestran las diferencias más importantes entre ambos tipos de células. 



Imagen 1.

En 1967 la investigadora Lynn Margulis, ordenó toda la evidencia existente y propuso la teoría de la:

 Endosimbiosis Seriada

Esta teoría propone que las células Eucariotas se originaron mediante un proceso de células engullendo (devorando) a otras. Este proceso implicaría que alguna célula procariota de gran tamaño hubiera engullido por ejemplo a otra más pequeña capaz de usar oxígeno para producir energía.

Antes de  continuar, veamos si es realmente posible que una célula se trague a otra. Este proceso es posible y se denomina Fagocitósis. Mediante este proceso muchas células se alimentan, y algunas células de nuestro sistema inmune, llamadas fagocitos, ingieren bacterias y otras células que amenazan la salud de nuestro cuerpo. Mira este video de una ameba (protozoario) fagocitando un paramecio (protozoario).

Video.

 Esta pequeña célula una vez dentro, no fue digerida por la célula grande, si no que sobrevivió, y continuó produciendo energía que era utilizada por la célula más grande. El beneficio para la célula más pequeña podría haber consistido en tener un ambiente más seguro y controlado, a cambio de su energía. A medida que pasó el tiempo, ambas células evolucionaron para volverse cada vez más dependientes entre si, y se habrían transformado en las actuales mitocondrias. Evidentemente esta asociación las hizo más eficientes que las demás y les permitió reproducirse hasta alcanzar grandes números. De esta manera podemos explicar la aparición de las mitocondrias de las células eucariotas.

Un paso más que propone la teoría de la endosimbiosis implica otro paso similar al anterior, pero en este caso, las nuevas células que ya previamente habían engullido a sus parientas mas pequeñas, habrían "tragado" una célula procariota más. Esta vez la nueva célula sería una muy parecida a las actuales cianobacterias (las recordarás de las mareas verdes de la costa Uruguaya). Esta nueva célula engullida tiene la capacidad de captar la luz solar y producir sus propios alimentos, de esta manera habría sido una gran incorporación, ya que permitiría a quien la engulló, disponer de una fuente de energía alternativa. Al igual que sucedió antes, con el paso del tiempo ambas células se adaptaron mas entre si, y de esta manera surgieron los cloroplastos de las células vegetales. 

En la imagen 2 se observa una versión resumida y hasta humorística de los pasos que propone la teoría endosimbiótica para explicar el origen de los organelos de las células eucariotas. 

Imagen 2. Se observa en un primer paso, en los dos primeros cuadros, a una célula procariota ingiriendo una célula procariota más pequeña, capaz de usar oxígeno para producir energía, representada por las moléculas de ATP. Luego en el último cuadro, en vez de digerirla, la célula pequeña queda dentro de la primera, de manera estable. Esto significa para la gran célula, una ventaja, ya que ahora cuenta con una fuente de energía.  

¿Cual es la evidencia a favor de esta teoría?

El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias.

El ADN de las mitocondrias y cloroplástos tiene una estructura más similar al de los procariotas, que al ADN de los eucariotas

Las mitocondrias y cloroplastos se dividen por "Fisión Binaria", un proceso igual al de los procariotas, mientras que los eucariotas se dividen por un proceso llamado mitosis.

   En mitocondrias y cloroplastos, los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias.

  El análisis de ciertas secuencias de ARN (un tipo de material genético) de las mitocondrias y cloroplastos es más parecido a las de algunos procariotas actuales, que al de los eucariotas.   

   Cloroplastos y bacterias están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula.   

   Existe un organismo heterótrofo unicelular, un protozoario llamado Hatena arenícola, que es capaz de engullir un alga unicelular y usarla como fuente de energía. este proceso se muestra en la imagen 2 

Imagen 3. En ella se observa al protozoario Hatena arenícola, ingiriendo al alga unicelular Nephrosemis. Luego de lo cual la usará como fuente de energía.