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Endosimbiosis y complejidad reducible mayo 14, 2009

Posted by Manuel in biologia, ciencia, creacionismo, diseño inteligente, divulgación científica, evolucion, microbiologia, pseudociencia.
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La evolución biológica es un proceso natural por el cual lo seres vivos varían, tanto genotípica como fenotípicamente a lo largo del tiempo. Pero no conocemos a priori cuál camino que sigue, mejor dicho, sabemos que no solamente se produce evolución que implique aumento de complejidad, sino que también se ha observado evolución que conlleva disminución de ésta.

Un ejemplo de gran interés nos lo ofrece la bacteria Buchnera. Este microorganismo, en concreto la especie Buchenera aphidicola vive como endosimbionte en el interior de algunos pulgones. El grupo de Andrés Moya de la Universidad de Valencia ha demostrado que Buchnera procede del grupo de las enterobacterias. Buchnera desde que vive como endosimbionte ha ido perdiendo fragmentos de su genoma, teniendo en estos momentos un tamaño de sólo 0,4 Mb, mientras que un tamaño medio para una enterobacteria se acerca a las 4 Mb. La pérdida de tamaño de unas 10 veces se debe a que Buchnera vive en el citoplasma de una célula eucariota que le da un ambiente de estabilidad osmótica y con un elevado número de nutrientes. Así la bacteria endófita ha perdido muchos clusters génicos relacionados con el metabolismo, así como otros relacionados con las envueltas celulares, con la motilidad o la evolución (ya no se encuentran fagos lisógenos, ni elementos IS o regiones hipermutadoras en el genoma). La bacteria supone un beneficio para el insecto, ya que le aporta aminoácidos que éste no puede sintetizar y que no forman parte de la dieta del pulgón.

Buchnera también ha perdido parte de los genes que codifican el flagelo bacteriano, en concreto aquellos relacionados con la motilidad. Sin embargo todavía conserva aquellos que codifican proteínas relacionadas con un sistema de secreción tipo III. Puede observarse en la figura que los genes que se han mantenido sí tienen funcionalidad, con lo que la idea de la complejidad irreducible queda refutada: la pérdida de un montón de piezas del flagelo no genera algo sin sentido biológico, en este caso genera una estructura con capacidad para funcionar como maquinaria de secreción. El resto de proteínas, al no ser necesarias en el nuevo ambiente, se han perdido.
flagelo
a. Estructura del flagelo bacteriano. b. Estructura de los mecanismos de secreción tipo III.

El análisis de los modelos evolutivos que suponen reducción o disminución de la complejidad es un fantástico ejemplo de cómo han ocurrido los proceso de la evolución en sentido contrario, el de aumento de complejidad.

La información de este artículo ha sido tomada de la conferencia impartida por el Dr. Andrés Moya en la Jornada conmemorativa del bicentenario del nacimiento de Charles Darwin en el CIB-CSIC el día 13 de mayo de 2009.

Referencias:

-Gil, R., Sabater-Muñoz, B., Latorre, A., Silva, F.J., y Moya, A. (2002) Extreme genome reduction in Buchnera spp.: Toward the minimal genome needed for symbiotic life. PNAS USA 99:4454-4458.
-Pallen, M.J., y Gophna, U. (2007) Bacterial flagella and Type III secretion: case studies in the evolution of complexity. Genome Dyn. 3:30-47.

-Pérez-Brocal, V., Gil, R., Ramos, S., Lamelas, A., Postigo, M., Michelena, J.M., Silva, F.J., Moya, A., Latorre1, A. (2006) A Small Microbial Genome: The End of a Long Symbiotic Relationship? Science 314:312-313.

– Moya., A., Peretó, J., Gil, R. y Latorre, A. (2008) Learning how to live together: genomic insights into prokaryote–animal symbioses. Nat. Gen. Rev. 9:219-229