La "domesticación" de las bacterias

Aislada del lodo marino y bautizada en honor a Prometeo, el titán que creó a los humanos del barro, esta arquea llamada "Prometheoarchaeum syntrophicum’ aporta nueva información sobre la aparición de la primera célula eucariota

Modelo hipotético propuesto para la eucariogénesis

Modelo hipotético propuesto para la eucariogénesis

Foto: Masaru K. Nobu / Hiroyuki Imachi / JAMSTEC

Modelo hipotético propuesto para la eucariogénesis

El descubrimiento del origen de las células eucariotas, es decir, de las células con un núcleo diferenciado y que dieron lugar a la aparición de la vida compleja, sigue siendo, a día de hoy, uno de los capítulos más emocionantes de la evolución aún por escribir. El paso evolutivo que en el que los procariotas se convirtieron en eucariotas, o la eucariogénesis fue el gran salto biológico que dio lugar a los reinos complejos de la vida, divididos hoy en animales, plantas, hongos y protistas.

Aunque se han postulado diversas posibilidades sobre como se pudo haber producido este acontecimiento crucial, como la llamada hipótesis del hidrógeno, dicho origen sigue sin estar claro en absoluto. Algunos datos actuales sugieren que los eucariotas podrían haber surgido de un linaje de arqueas conocido como arqueas Asgard.

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Las arqueas forman un dominio de organismos procariotas unicelulares, del cual se cree que las Asgard, un linaje recientemente descubierto, podría ser el ancestro común de los organismos eucariotas más complejos. Situándose tras esta pista, el equipo dirigido por Hiroyuki Imachi, de la Agencia de Japón para la Ciencia y Tecnología de la Tierra Marina -JAMSTEC por sus siglas en inglés- ha conseguido, tras 10 años de investigación, cultivar en el laboratorio una colonia de este tipo de arqueas. Los resultados de su estudio titulado Isolation of an archaeon at the prokaryote– eukaryote interfacese han publicado esta semana en la revista Nature.

Para ello, el equipo recolectó el lodo de las profundidades un área denominada Omine Ridge, en la costa de Japón, e incubó las muestras en un biorreactor especialmente construido que se alimentó con gas metano. Tras 2.000 días de incubación consiguieron aislar una mezcla diversa de microorganismos que se enriquecieron aún más durante varios años para hacer proliferar el cultivo de arqueas Asgard, para finamente conseguir aislar a una arquea concreta. Llamaron a este microorganismo Prometheoarchaeum syntrophicum, en honor al titán griego Prometeo, quien creó a los humanos del barro.

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Prometheoarchaeum syntrophicum crece de manera extremadamente lenta, duplicando su número entre cada 14 y 25 días. Confirmando análisis previos basados ​​en el ADN, los científicos han podido comprobar que su genoma contiene una alta proporción de genes similares al de las células eucariotas.

Estas pequeñas células esféricas a menudo se encuentran formando agregados. También son sintróficas, es decir, dependen de los productos que generan otros organismos microbianos, en este caso bacterias, para crecer. P. syntrophicum parece carecer de estructuras intracelulares similares a los orgánulos que se aprecian en los organismos eucariotas complejos. Sin embargo, lo que hace especial a estas arqueas es que en su superficie cuentan con unas largas protuberancias, a menudo ramificadas, de las cuales los autores especulan que podrían valerse para capturar las bacterias de las que obtienen los sustratos que necesitan para sobrevivir. Esto habría dado lugar a una simbiosis mucho más intima entre ambos organismos, lo que habría supuesto un importante salto cualitativo para las arqueas a la hora de obtener su alimento, ya que los científicos sospechan que previamente que lo obtenían directamente del medio.

El equipo de Imachi sugiere que posteriomente, en un estadio evolutivo más avanzado, estas bacterias pasaron a vivir en el interior de la propia arquea, deviniendo tarde o temprano en las actuales mitocondrias: los orgánulos celulares en las células eucariotas encargados de suministrar la mayor parte de la energía que estas necesitan. Una hipótesis factible para explicar unos de los pasos más importantes y cruciales de la evolución de la vida en la Tierra.

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