Encuentran un organismo que respira nitratos y que se parece a la vida de hace 1.450 millones de años.
15:10
4 Marzo 2021

Encuentran un organismo que respira nitratos y que se parece a la vida de hace 1.450 millones de años.

Se trata, en realidad, de una cooperación entre una bacteria y un protista que rememora los pasos que debieron tener lugar para que se desarrollara la vida tal y como la conocemos.

La historia de la vida en la Tierra cuenta ya con muchísimas páginas y, por desgracia, solo hemos podido leer una pequeña parte de ellas. Hay capítulos que conocemos mejor que otros, como las grandes extinciones que han sacudido periódicamente al globo, pero a medida que nos remontamos más y más hacia el pasado, tomamos consciencia de todo lo que aun desconocemos. La biología nos dice que, en algún momento, hace unos 1.450 millones de años, tuvo lugar uno de los eventos más revolucionarios de todos los tiempos.

En aquellos tiempos remotos, una célula desconocida que generalmente se alimentaba de bacterias menores que ella, decidió indultar a una. La bacteria pasó a vivir en su interior y le empezó a proporcionar una gran cantidad de energía que conseguía a partir del oxígeno. Así surgieron las mitocondrias, encargadas de la respiración celular que caracteriza hoy en día a las células de todo animal, planta, hongo o protista. Sin embargo, buena parte de esto es especulación, o al menos lo era hasta que un grupo de científicos ha encontrado un ejemplo viviente equivalente al que acabamos de describir: unas células que respiran nitratos (en lugar de oxígeno) gracias a las bacterias de su interior.

Representación del ADN mitocondrial.Foto: National Human Genome Research InstituteCreative Commons

En el fondo del lago Zug

En cierto modo es extraño que no se hayan encontrado más simbiosis como estas, donde la comunión es tan estrecha y dependiente en cuanto a la capacidad de obtener energía del medio. Conocemos un buen número de casos en los que un endosimbionte proporciona alimento o protección al hospedador, pero esto era diferente.

Todo empezó cuando unos investigadores de Bremen empezaron a interesarse en organismos capaces de alimentarse de metano. Para ello, decidieron buscar formas de vida en lugares donde apenas hubiera oxígeno. En principio, en una situación anaeróbica (sin oxígeno) asumimos que muchos organismos desarrollarán como alternativa para sobrevivir una serie de procesos de fermentación. Estos no son tan rentables energéticamente como las vías que requieren oxígeno, pero les permiten vivir, aunque a un ritmo menor.

Así pues, los investigadores buscaron en las capas más inferiores del lago Zug, en Suiza, conocido por tener sus aguas muy separadas en estratos en función de la profundidad o, dicho de otro modo: sus aguas más profundas no se mezclan con las superficiales, lo cual ha hecho que el oxígeno escasee en su fondo. De hecho, en las capas inferiores hay una gran cantidad de compuestos como del nitrógeno y el metano y, para su sorpresa, encontraron unas bacterias con un ADN que parecía codificar las “instrucciones” para transformar nitratos en energía.

Imagen de una bacteria tomada mediante un microscopio electrónico en la que se han resaltado en amarillo los endosimbiontes Candidatus Azoamicus ciliaticola.Foto: Jon S. GrafCreative Commons

Ubicuo pero invisible

Este descubrimiento ya era llamativo por sí solo, pero todavía esperaba un giro más. Comparando estos fragmentos de ADN con otras especies ya estudiadas, los investigadores encontraron una única y extraña coincidencia: microorganismos que viven en el interior de los pulgones, esos insectos diminutos que suelen vampirizar los tallos de algunas plantas. No parecía haber una gran conexión entre las profundidades del lago Zug y los pulgones.

Ante una situación tan atípica, los investigadores plantaron una hipótesis igual de atípica. ¿Y si aquel ADN correspondía a un endosimbionte de un hospedador desconocido? Para aclararlo, los científicos tomaron muestras de la zona y buscaron en ellas rastros del endosimbionte al que llamaron Candidatus Azoamicus ciliaticola. Fue así, analizando las aguas más profundas, como encontraron al hospedador, un tipo de organismo del Reino Protista al que pertenecen las algas, los protozoos y otros organismos eucariotas que no son ni animales, ni vegetales ni hongos.

El endosimbionte parece ser indispensable para que el protista pueda respirar en sus profundos dominios lacustres y se han vuelto altamente codependientes. No obstante, su unión parece haber surgido hace solo 200 o 300 millones de años, más o menos un poco antes de que aparecieran los primeros dinosaurios. En este tiempo todavía no ha conseguido fundirse del todo, como hicimos nosotros hace más de mil millones de años.

No podemos saber si Candidatus Azoamicus ciliaticola llegará a “fundirse” con su hospedador como una vez hicieron nuestras actuales mitocondrias. No obstante, suceda lo que suceda, estamos ante un ejemplo sin precedentes que nos permite conocer mejor esas páginas perdidas del libro de la vida. Tenemos frente a nosotros una especie de instantánea histórica de un punto intermedio en el que en endosimbionte ya está perfectamente integrado, pero todavía no ha renunciado a toda su individualidad.

QUE NO TE LA CUELEN:

Es importante entender que aunque esta endosimbiosis parece atípica por no haberse encontrado nunca nada parecido, esta exclusividad puede depender no tanto de que sea un fenómeno escaso, como de que no hayamos estado buscando de la manera adecuada. De hecho, el no saber qué buscar exactamente es una gran limitación que, con suerte, ahora que conocemos al Candidatus Azoamicus ciliaticola ayude a encontrar más ejemplos que nos permitan entender nuestro origen.

REFERENCIAS (MLA):

Graf, J.S., Schorn, S., Kitzinger, K. et al. Anaerobic endosymbiont generates energy for ciliate host by denitrification. Nature (2021).

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