Una extraña gota puede contener secretos sobre los orígenes de la vida compleja.



Las células eucariotas, como se ilustra aquí, evolucionaron a partir de organismos unicelulares hace aproximadamente 2 mil millones de años.
Las células eucariotas, como se ilustra aquí, evolucionaron a partir de organismos unicelulares hace aproximadamente 2 mil millones de años.
(Imagen: © Shutterstock)
Un microbio que se encuentra en las profundidades fangosas del Océano Pacífico no se parece mucho a una burbuja con tentáculos. Pero este pequeño organismo sin pretensiones puede guardar los secretos de cómo evolucionaron las primeras formas de vida multicelulares, según una nueva investigación.

Mucho antes de que existieran organismos complejos, el mundo era el hogar de organismos unicelulares simples, arqueas y bacterias . Entre 2.000 y 1.800 millones de años atrás, estos microorganismos comenzaron a evolucionar, dando lugar a la aparición de formas de vida más complejas llamadas eucariotas , un grupo que incluye humanos, animales, plantas y hongos. Pero este increíble viaje en el que la vida pasó de las manchas de natación a caminar (y, en algunos casos, a pensar y sentir) a los animales aún no se comprende bien.

Los científicos habían planteado previamente la hipótesis de que un grupo de microbios llamado Asgard archaea eran los ancestros muy buscados de los eucariotas, porque contienen genes similares a sus contrapartes complejas, según un comunicado . Para analizar cómo se veían estos microbios y cómo podría haber sucedido esta transición, un grupo de investigadores en Japón pasó una década recolectando y analizando lodo del fondo de Omine Ridge, en la costa de Japón.

Las imágenes de microscopía electrónica de barrido muestran (A) una sola arquea (B) múltiples células que crecen juntas en las arqueas de laboratorio (C&D) con protuberancias en forma de tentáculo que ocurren hacia el final de su crecimiento.
Las imágenes de microscopía electrónica de barrido muestran (A) una sola arquea (B) múltiples células que crecen juntas en las arqueas de laboratorio (C&D) con protuberancias en forma de tentáculo que ocurren hacia el final de su crecimiento. (Crédito de la imagen: Agencia de Japón para Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Mar (JAMSTEC))


Llamaron a la cepa recién descubierta de Asgard archaea Prometheoarchaeum syntrophicum en honor al dios griego Prometheus, de quien se dice que creó humanos a partir del barro. Descubrieron que estas arqueas eran de crecimiento relativamente lento, duplicando su número cada 14 a 25 días.

Su análisis confirmó que P. syntrophicum tenía una gran cantidad de genes que se parecían a los de los eucariotas. De hecho, estos genes contenían las instrucciones para crear ciertas proteínas que se encuentran dentro de estos microbios; pero las proteínas no crearon, como se esperaba, estructuras similares a orgánulos como las que se encuentran dentro de los eucariotas.

También descubrieron que los microbios tenían protuberancias largas y ramificadas en forma de tentáculo en su exterior que podrían usarse para atrapar bacterias transeúntes. De hecho, el equipo descubrió que los microbios tendían a adherirse a otras bacterias en los platos de laboratorio.

Los autores proponen una hipótesis de lo que sucedió en estas aguas antiguas: hace unos 2.700 millones de años, el oxígeno comenzó a acumularse en nuestro planeta. Pero después de haber vivido en un mundo sin oxígeno durante tanto tiempo, este elemento resultaría tóxico para P. syntrophicum, explicaron los autores en un video .

Por lo tanto, el P. syntrophicum puede haber desarrollado una nueva adaptación: una forma de formar asociaciones con bacterias tolerantes al oxígeno. Estas bacterias le darían a P. syntrophicum las vitaminas y compuestos necesarios para vivir, mientras que, a su vez, se alimentan de los desechos de las arqueas.

A medida que los niveles de oxígeno aumentaron aún más, P. syntrophicum podría haberse vuelto más agresivo, arrebatando bacterias transeúntes con sus largas estructuras en forma de tentáculo e internalizándolo. Dentro del P. syntrophicum , esta bacteria podría haber evolucionado hasta convertirse en una clave de orgánulo que produce energía para la supervivencia eucariota: las mitocondrias .

El "éxito del equipo en el cultivo de Prometheoarchaeum después de los esfuerzos que abarcan más de una década representa un gran avance para la microbiología", escribieron Christa Schleper y Filipa L. Sousa, ambos investigadores de la Universidad de Viena que no participaron en el estudio, en un editorial acompañante. en la revista Nature. "Establece el escenario para el uso de técnicas moleculares y de imágenes para dilucidar aún más el metabolismo de Prometheoarchaeum y el papel de las [proteínas de firma eucariotas] en la biología de las células arqueológicas".

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