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Como pasar de procariota a eucariota mayo 6, 2009

Posted by Manuel in biologia, ciencia, creacionismo, diseño inteligente, divulgación científica, evolucion, microbiologia, mutaciones, paleontología.
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Los mecanismos moleculares que han llevado a originar una célula eucariota sigue siendo una de las grandes preguntas en el campo de la biología evolutiva. Aquellos que ven la evolución como algo perverso, plantean esto como un problema inabarcable para la ciencia, y por tanto debemos de aceptar la creación de todos los seres vivos en su forma actual, como única alternativa posible. Además, en su afán de desacreditar la evolución, plantean experimentos tan absurdos como esperar que una bacteria se transforme en eucariota bajo la atenta mirada de un investigador en el microscopio.

Dejando ideas peregrinas aparte, la ciencia plantea varias hipótesis acerca del origen de la célula eucariota. Una de ellas es la que hipotetiza un origen simbionte de los eucariotas.
simbionte
Según esta hipótesis la célula eucariota ha surgido por una asociación entre un ancestro eucariota (un núcleo rodeado de membrana) o bien una arqueobacteria que ha establecido simbiosis con otras bacterias, que son el origen de las mitocondrias (producen ATP), cloroplastos (obtienen energía a partir de la luz) o cilios (que permiten el movimiento).

Esta hipótesis es muy atractiva pero, ¿está basada en pura especulación o por el contrario existe alguna evidencia experimental de que esto puede ser así?. Evidentemente lo que no se puede hacer es esperar que estas asociaciones se establezcan ante nuestros ojos en el laboratorio, pero sí podemos escudriñar y buscar en la naturaleza algún modelo que nos permita comprobar si esto es factible.

En el norte de Australia vive una especie de termitas cuyo nombre científico es Mastotermes darwiniensis.
termita4
Este voraz insecto se alimenta de madera, entre otros sustentos vegetales. Un componente muy abundante de la madera es la celulosa, un polímero que no es fácil de digerir. El intestino de las termitas constituye un interesante ecosistema donde abundan las bacterias y los protozoos. Muchos de ellos ayudan a la digestión de la celulosa. Son tan importantes, que sin estos microorganismos, la termita no podría digerir este polímero glucídico.

Uno de los protozoos que reside como simbionte en el tubo digestivo de la termita es Mixotrica paradoxa un eucariota móvil descrito por vez primera en 1933 por J.L. Sutherland.
mixotrica
Este organismo eucariota está lleno de curiosidades. En primer lugar no posee mitocondrias. En su lugar posee bacterias endosimbiontes en su citoplasma que suministran al protozoo el ATP necesario para vivir. Mixotrica es móvil, y para poder moverse posee una serie de flagelos en uno de los polos de la células. Sin embargo estos flagelos sólo le permiten rotar sobre sí mismo, no puede avanzar ni retroceder. Esta tarea la llevan a cabo 250.000 espiroquetas, como las de la foto, que se encuentran insertadas en las membranas celulares.
espiroqueta
Y esas bacterias que están asociadas al protozoo son imprescindibles para que Mixotrica pueda vivir. Sabemos que los antibióticos presentan una leve toxicidad para las células eucariotas, mientras que matan a los procariotas. Se ha podido comprobar que la adición de concentraciones de antibiótico que no son tóxicas para eucariotas, pero sí matan bacterias, impedían el desarrollo de Mixotrica, lo que sugiere que las bacterias asociadas al protozoo son necesarias para su supervivencia.

En resumen Mixotrica es un bonito modelo que aportar evidencias de simbiogénesis como origen de la célula eucariota. La combinación es posible y viable, al menos en el entorno en el que estos organismos viven.

Referencias:

Margulis, L. y Sagan, D. (2001) The beast with five genomes. Natural History

Radek y Nitsch (2007) Eur. J. Prot. 43:381-294.

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Comentarios

1. kuerVo - mayo 6, 2009

Míralos ahí, evolucionando como buenos hermanitos en vez de devorarse los unos a los otros.

Hay de todo sin duda.

Saludos

2. El rano verde - mayo 6, 2009

Qué curioso. Va a haber que inventar una palabra para definir al organismo simbionte que reside en el cuerpo de otro organismo simbionte que a su vez reside en el cuerpo de otro organismo que a su vez… Cielos, que nadie se coma a esa termita por lo que pueda pasar!

No, en serio. Un punto para Margulis. Lo que vemos que ha sucedido una vez puede haber sucedido más veces en el pasado. Pero… sería bueno conocer la hipótesis de los investigadores sobre el origen de esta asociación concreta. ¿fueron las bacterias del ATP y las espiroquetas fagocitadas por el protozoo antes de la simbiosis? ¿o por el contario fue una asociación ectosimbiótica entre amiguetes en su origen? Supongo que un organismo vivo puede ofrecer muchas más pistas que una teoría especulativa. A trabajar tocan…

3. Cnidus - mayo 6, 2009

Que bueno, no lo conocía 🙂
A me viene otra pregunta, ¿se conoce algo similar pero solo entre procariotas?. Saludetes!!!

4. Manuel - mayo 6, 2009

Cnidus, no me viene ahora a la cabeza ningún ejemplo de endosimbiosis entre procariotas. Lo consultaré. Hay trabajos interesantes de Gupta en los que encuentra la “firma” de arqueobacterias en el genoma de eucariotas. Es lo que lleva a pensar en endosimbiosis entre arqueobacterias y bacterias gram negativas: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8871398?ordinalpos=4&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_DefaultReportPanel.Pubmed_RVDocSum

Lo que sí conozco son bacterias depredadoras de otras bacterias. Bdellovibrio entra en el espacio periplásmico de las gram negativas y consumen el interior de la bacteria a la vez que se duplican.

5. J.M.Hernández - mayo 6, 2009

Vaya por dios, y ahora que van a decir los jolimus con su famoso argumento totipotencial “hasta que no demuestren como pasa una célula procariota a eucariota toda la ciencia es mentira!!!”

En serio, buen artículo, tomo nota.

Saludos.

6. Gabriela - mayo 8, 2009

excelente artículo Manuel!!! la hipótesis es más que interesante !!

7. alex - mayo 11, 2009

wooow ke interesante esta esto leere mas de este tema

8. maariana - noviembre 23, 2009

que es un organismo simbionte?

Manuel - noviembre 23, 2009
9. maariana - noviembre 23, 2009

gracias manuel 🙂

10. maariana - noviembre 23, 2009

el miercoles tengo un examen sobre el paso de procariotas a eucariotas, como comienza el proceso de formacion de las primeras eucariotas a partir de procariotas?

Manuel - noviembre 23, 2009

En este enlace hay información general sobre el proceso: http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_eucariota

11. Dani GL - noviembre 26, 2009

Vaya por dios, y ahora que van a decir los jolimus con su famoso argumento totipotencial “hasta que no demuestren como pasa una célula procariota a eucariota toda la ciencia es mentira!!!”

En serio, buen artículo, tomo nota.

Saludos.

Por ahí sigue diciendolo.

Manuel - noviembre 26, 2009

Hola Dani, bienvenido por aquí de nuevo. Bueno la opinión de Jolimu en este tema me merece tanta atención como lo que opine Belén Esteban acerca del LHC.

Saludos

12. Dani GL - noviembre 26, 2009

Ya, ya. Pero sabes cual es el problema que tengo sobre estas cosas. El adoctrinamiento a los cristianos y creyentes, y las artimañas con las que trabajan en ello.

Manuel - noviembre 26, 2009

Comprendo tu preocupación. A mí me preocupa que intenten desvirtuar la ciencia y aprovechen para colar su enfoque pseudocientífico en clase de ciencia. Pero también percibo que esta cruzada que tienen contra la evolución, donde utilizan argumentos falsos a sabiendas, da una espantosa imagen del cristianismo. Igual que en ciencia se denuncia y se expulsa a los estafadores, una vez se ha demostrado la estafa más allá de toda duda, ese adoctrinamiento al que aludes debería ser también denunciado. Algunos piensan que eso le haría daño a la religión, pero creo que es justamente lo contrario. De las voces “disidentes” de algunos teólogos se han extraídos enseñanzas muy útiles.

13. lara - octubre 6, 2010

aiiiiiiiii,no encuentro lo q quiero encontrar-!!!

14. jfernando - octubre 7, 2010

No dudo que es interesante su artículo, no obstante me quedan cosas no satisfechas, siga trabajando en este sentido y aporte más sobre esta temática. Se lo agradecería siempre


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