Microbio de las profundidades del mar podría responder a uno de los mayores misterios de la evolución

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La aparición de la célula eucariota representa un hito importante en la evolución de la vida, dando lugar a todos los organismos multicelulares, incluidos los humanos. Sin embargo, el origen de la célula eucariota sigue siendo un misterio que ha desconcertado a los científicos durante casi un siglo.

Las eucariotas contienen células que tienen un volumen de alrededor de 10 000 veces más que la célula individual de organismos conocidos como procariotas, al cual pertenecen las bacterias. Con un origen de hace cuatro mil millones de años, las procariotas son las formas de vida más antiguas de la Tierra. La evidencia más temprana de eucariotas no aparece en el registro fósil hasta más de mil millones de años después.

Las células eucariotas que se encuentran en humanos y plantas tienen una composición mucho más compleja que las bacterias, incluidas estructuras especializadas llamadas mitocondrias que alimentan las células. En cuanto a cómo evolucionaron las eucariotas, una teoría predominante es que una sola célula esencialmente se tragó a otra. En un nuevo estudio, un microbio recogido en la costa de Japón arroja nueva luz sobre este fenómeno.

Anteriormente, un equipo dirigido por Thijs Ettema de la Universidad de Wageningen había analizado los sedimentos del fondo del Océano Ártico y descubrió que contenía ADN de un microorganismo desconocido. El sedimento se originó en los respiraderos hidrotermales de una región llamada Castillo de Loki, llamada así por el dios nórdico de la travesura.

El organismo era una arquea, una procariota que se separó de las bacterias hace unos 3 700 millones de años. Sin embargo, se descubrió que el organismo unicelular tenía genes que se pensaba que pertenecían solo a eucariotas, incluidos algunos que pueden descomponer las membranas externas de las células. Esto sugiere que el arqueo, que se conoce como Lokiarchaeota, puede haber tenido la capacidad de tragar otras células.

El equipo ha fotografiado el organismo arqueo utilizando microscopios electrónicos. Hiroyuki Imachi / AZÚCAR / X-star / JAMSTEC

En los años posteriores a este descubrimiento, se identificaron varias arqueas relacionadas a través de su ADN, y el grupo se conoció colectivamente como las arqueas Asgard.

En el 2006, frente a la costa sur de Japón, se extrajo un núcleo de sedimentos de un área del fondo marino a más de 2 500 metros de profundidad en el canal Nankai. Al enterarse de las arqueas de Asgard unos años más tarde, Hiroyuki Imachi y su equipo de la Agencia de Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Mar de Japón intentaron cultivar microorganismos a partir de la muestra de sedimentos del 2006 en una incubadora.

Los investigadores desarrollaron una mezcla de nutrientes y otras sustancias químicas que les permitieron producir un arqueo Asgard en el laboratorio por primera vez.

«Varios grupos en todo el mundo están intentando esto, incluido mi laboratorio», dijo Ettema a New Scientist. «Nos han superado».

Después de estudiar el comportamiento del nuevo microbio, Prometheoarchaeum syntrophicum, el equipo descubrió que tiene algunas características muy singulares.

Los expertos han descubierto que Prometheoarchaeum no vive solo, y solo puede cultivarse junto con al menos otro microbio. Los experimentos demostraron que descompone los aminoácidos en productos químicos más simples que son consumidos por los microbios vecinos. Esto puede haber llevado a la oportunidad para que el arqueo Asgard se trague a uno de sus socios microbianos.

También se descubrió que Prometheoarchaeum tiene brazos inusualmente largos que pueden haberse fusionado con las bacterias cercanas, lo que finalmente conduce a células más complejas.

«Este es un paso muy influyente y monumental», dijo Ettema a New Scientist. “Será muy emocionante si podemos cultivar a otros miembros de Asgard para ver si tienen protuberancias similares. Solo así podremos inferir las características ancestrales de la célula Asgard a partir de la cual evolucionaron las eucariotas «.

Fuente: New Scientist

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