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Lynn Margulis: Una teoría completa aceptada parcialmente

Lynn Margulis propuso una teoría sobre el origen de las células eucariotas, es decir, las células nucleadas y con orgánulos de los protoctistas, las plantas, los hongos y los animales. La llamó Teoría Endosimbiótica Seriada. Según esa teoría la célula eucariota se originó por endosimbiosis de procariotas (bacterias, cianobacterias y arqueas) en pasos sucesivos. El primer paso habría sido la asociación entre una arquea termoacidófila (que vivía a altas temperaturas y utilizaría CO2) y bacterias anaerobias del tipo de las espiroquetas. En esta asociación simbiótica las espiroquetas proporcionarían movilidad interna y externa i la arquea proporcionaría nutrientes. Después de esto, el material genético se encerraría en su mayor parte dentro de una doble membrana a partir de la invaginación de la membrana plasmática, reduciéndose el de las espiroquetas. Sería el punto de partida de la formación del nucleoplasma.

El paso siguiente sería la incorporación a la asociación de bacterias aerobias que darían lugar a las mitocondrias. Esta incorporación aportaría a la asociación la posibilidad de utilizar el oxígeno para la respiración aerobia, que proporciona más energía que la fermentación.

La célula vegetal se originaría por la incorporación de cianobacterias, procariotas fotosintéticos que producen hidratos de carbono a partir de CO2 y agua con intervención de la luz solar, lo que daría origen a los plastidios.

Hoy hay un consenso mayoritario sobre tres de estos pasos, a saber, la formación del nucleoplasma, de las mitocondrias y de los plastidios. Pero el primero es abiertamente cuestionado.

La formación del nucleoplasma no cuestiona la teoría tradicional y para la de las mitocondrias y los plastidios las pruebas son abrumadoras en favor de la teoría de Margulis. Escribí sobre ellas en el artículo sobre esta microbióloga, en la sección de Pseudociencia. En cuanto a la formación del nucleoplasma, no encaja con el papel omnímodo que Margulis asigna a la endosimbiosis, puesto que su explicación es idéntica a la que dan sus oponentes. Lo cual debilita la generalidad que ella dio a su teoría. Pero ahora no me interesa eso, sino el primer paso, que sí encaja plenamente. Este primer paso habría dado origen, entre otros, a los undulipodios. Estos son prolongaciones que muchas células eucariotas utilizan para desplazarse nadando o para mover fluidos, si son sésiles.

Los undulipodios son los cilios y los flagelos eucariotas (no confundirlos con los flagelos procariotas, que tienen una estructura, una composición y un funcionamiento distintos). Tienen, podríamos decir, un esqueleto formado básicamente por microtúbulos, que son agregaciones tubulares de un tipo de proteínas globulares conocidas como tubulinas, en una formación conocida como 9 + 2 (nueve pares de estructuras de tubulina rodeando otros dos). En la base hay una pequeña estructura corta formada por nueve tripletes de microtúbulos, constituyendo el cinetosoma, que es igual que los centriolos (que parecen dirigir la formación del huso mitótico cuando la célula se divide). También hay un anclaje constituido por microfibrillas de una proteína distinta, además de varias proteínas asociadas a los microtúbulos, algunas de las cuales parecen ser responsables del movimiento de los undulipodios. Estos orgánulos, a diferencia de los flagelos bacterianos, movidos por un nanomotor giratorio, se mueven mediante ondulaciones, helicoidales en el caso de los flagelos.

No solo se trata de los undulipodios, sino también de los centriolos que organizan la danza de los cromosomas en la mitosis. Estos orgánulos tienen la misma estructura de nueve tripletes de microtúbulos que los cinetosomas y parecen ser los organizadores de los microtúbulos que arrastran los cromosomas a los polos de la célula en división. Es decir, tienen que ver con otra forma de motilidad.

Una de las pruebas que Margulis aducía en favor del origen simbiótico de los undulipodios y los centriolos era su estructura y su grosor iguales en todos los tipos de eucariotas que los poseen, lo cual indicaría un origen único. Es una prueba muy débil, puesto que un origen único no es lo mismo que un origen simbiótico.

Las espiroquetas suelen adherirse a superficies. Espiroquetas descomònedoras adheridas a la superficie de nhospedador pueden desplazarlo mediante ondulaciones coordinadas, especialmente si se acumulan en un lado del mismo. Y algunas espiroquetas se integran fácilmente en uniones simbióticas a efectos de movimiento. Mixotricha paradoxa es un microorganismo cubierto de cilios, de los cuales solo cuatro en la parte delantera son undulipodios y no participan en el movimiento; el resto, hasta 500.000, son espiroquetas. Hay espiroquetas simbiontes en insectos (especialmente en termitas), moluscos o parásitos. Hechos así irían en favor de la teoría de Margulis, al probar que las espiroquetas pueden ser simbiontes de otros organismos, a los cuales proporcionarían movilidad.

Esto no parece tener nada que ver con la estructura de undulipodios y centriolos, pero algunas espiroquetas contienen microtúbulos, aunque no la estructura 9 + 2, y al parecer esos microtúbulos están constituidos por tubulinas como las de los eucariotas. Lo cual, para Margulis, sería un indicio más a su favor. En este punto, llama la atención sobre los microtúbulos de las neuronas, que tienen una función de transporte.

Otro argumento en favor de la teoría marguliana era el hecho de que por procedimientos de microcirugía se cambiase la orientación de un grupo de cilios y esta nueva orientación se heredase. Esto hacía pensar que los cilios se heredaban y, por tanto, se reproducían autónomamente con respecto al resto del célula, del mismo modo que mitocondrias y plastidios, hablando en favor de su origen simbiótico.

La prueba definitiva sería la presencia de material genético en esas estructuras, del mismo modo que se da en mitocondrias y plastidios. No se ha encontrado en ellas ADN, aunque sí se encontró ARN, que también puede actuar como material genético, pero solo se ha encontrado una vez y la observación no se ha podido repetir. Por otra parte, aunque se encontrase ARN, las espiroquetas tienen ADN como material genético, no ARN, que, como en todos los organismos conocidos (si exceptuamos los virus, que no son organismos), no juega papel de material genético.

Así estaban las cosas cuando murió Lynn Margulis y así siguen estando. Hoy por hoy, la teoría endosimbiótica seriada, que Margulis presentó como una teoría total frente a la teoría darwinista, tiene una aceptación parcial (origen de mitocondrias y plastidios) que a esta micorobióloga no satisfacía en absoluto.

Agosto de 2020

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