Las células complejas, un cambio radical de vida

Imagen: Flickr - Proyecto Agua EL ABRAZO DE LA HYDRA EN EL LAGO DE SANABRIA. HYDRA VULGARIS

Bajo un clima más benigno, y pasada la glaciación Uroniana, la vida pudo barajar nuevas posibilidades evolutivas. Hace unos 2.000 millones de años parece que una simbiosis entre distintos organismos unicelulares (Teoría Simbióntica) derivó en seres con orgánulos diferenciados dentro de una misma célula.

 

David Rabadà | Catalunya Vanguardista @DAVIDRABADA

Aquel proceso debió darse en multitud de ocasiones ya que la diversidad de seres actuales fue la prueba de aquella infinidad de experimentos evolutivos. Simplificando tal amplio corolario de pruebas biológicas se argumenta que una arquea engulló a otro organismo y que este supo sobrevivir dentro la primera creándose una simbiosis entre ambas. Así muchos de los orgánulos celulares actuales fueron formando parte de las nuevas células. Lo que hoy llamamos cloroplastos, núcleo y flagelos procedieron de distintos unicelulares que entraron en simbiosis bajo una misma membrana. Una prueba de ello es que hoy todavía mantienen su ADN diferenciado entre ellos.

Se argumenta que una arquea engulló a otro organismo y que este supo sobrevivir dentro la primera creándose una simbiosis entre ambas

Pero vayamos por partes. Según un artículo en Nature de marzo de 2016 este proceso evolucionó con células sin mitocondrias, es decir estos llamados protoctistas, antiguamente bautizados como eucariotas, no tenían la capacidad de respirar hace unos 2.000 millones de años. Las mitocondrias fueron una adquisición más tardía al engullir alphaproteobacterias en su sino. Ya llegaremos.

Todo lo anterior creó un salto evolutivo que los creacionistas tenían como estandarte de sus justificaciones. Según sus cálculos, y si de las bacterias primigenias evolucionó toda la vida en la Tierra, las tasas de mutación no justificaban el llegar a los vertebrados en unos 3.800 millones de años. Pero bajo la Teoría Simbióntica de Lynn Margulis la simbiosis entre los unicelulares dio al traste con los creacionistas, hoy autonombrados del Diseño Inteligente. El suceso es que en pocos millones de años se juntaron miles de cruces y mutaciones que aceleraron la evolución.

Un ejemplo de simbiosis mutua entre un pez payaso que nada entre los tentáculos de Anémona. Ese pez protege su territorio de otros peces comedores de la anémona y a cambio los tentáculos de la anémona le protegen de otros depredadores / Wikimedia – Autor: Jan Derk

Además, y en breve, los protoctistas alcanzarían la capacidad de mezclar su acervo genético originando la reproducción sexual, algo que bajo la fecundación otorgaría a la vida una infinita variedad de opciones, base de nuevo de la evolución. Por desgracia, y hoy en día, los prejuicios e intereses creacionistas jalonan esta Evolución en la Tierra. Por ello aquí, y en esta Evolución en la Tierra, intentamos evitar hablar de apariciones, origen o creación.

Estos términos amagan prejuicios creacionistas ante otros que mejor describen nuestra prehistoria. Resulta más científico hablar de evolución, comienzo o diversificación de taxones biológicos. En todo ello el tiempo fue el gran creador y no los mitos y las suposiciones dogmáticas. La ciencia intenta atisbar la verdad foránea, las ideologías buscan poseer la suya.

En todo ello el tiempo fue el gran creador y no los mitos y las suposiciones dogmáticas. La ciencia intenta atisbar la verdad foránea, las ideologías buscan poseer la suya

Pero mientras los protoctistas seguían evolucionando, en Canadá cayó un gran asteroide cerca de los 1.850 millones de años. El cuerpo, de unos 4 quilómetros de diámetro, originó un cráter de unos 250 que hoy en día contiene grandes yacimientos de níquel entre un gran campo de filones. Pero el impacto del asteroide se quedó corto con lo que acontecía a nivel tectónico en la Tierra. Ésta iba configurando nuevos relieves gracias a los incipientes grandes continentes de Laurentia y Báltica. Ambos habían entrado en un choque originando una gran cordillera cuyas raíces se hallan todavía en Sudamérica, África, Asia y Australia. Su antigüedad ronda los 1.800 millones de años. Y decimos raíces ya que el relieve de aquellos momentos se halla hoy totalmente erosionado.

Al final la fusión de ambos continentes generó hace unos 1.700 millones de años un nuevo gran continente que ha recibido el nombre de Nuna Columbia, la incipiente Laurentia del Proterozoico. De la existencia de este gran continente existen pruebas gracias al magmatismo que se originó durante la subducción y el choque entre los continentes antecedentes, un proceso que se produjo entre los 1.700 y los 1.600 millones de años.

Ilustración de Columbia cerca de 1.590 millones de años atrás / Wikimedia

Cerca de los 1.600 millones de años este gran continente, ya plenamente fusionado, fue observador de unos grandes ecosistemas en donde los estromatolitos ostentaron su mayor expansión sobre las plataformas marinas, algo que duró durante todo el Proterozoico medio, entre los 1.600 y los 1.000 millones de años. Quizás la ausencia de organismos complejos que se alimentaran de ellos también propició su expansión.

De hecho los actuales estromatolitos se hallan en ecosistemas muy salinos en donde la proliferación de rascadores y mordedores de estos tapices no logran imponerse. La bahía de Shark Bay en Australia resulta un ejemplo de ello. Otros ejemplos los tenemos en la Laguna Chichankanab en Quintana Roo, México, en la Laguna Alchichica Puebla también en México, en las Bahamas, en el Mar Rojo, en la Lagoa Salgada de Río de Janeiro en Brasil, en Cuatrociénegas, Coahuila de Zaragoza en México y en los salares de la zona norte de Chile, como el Salar de Llamara.

Oxígeno y nitrógeno aumentaron la producción de nitratos como idóneos nutrientes para acritarcos, cianobacterias y otros organismos que practicaban la fotosíntesis

Algo muy relevante mientras los estromatolitos se escampaban por la Tierra hace 1.600 millones de años fue la evolución de un grupo de organismos que han servido para datar con cierta precisión aquellos momentos. Los llamados acritarcos, microscópicas vacuolas de unas 10 micras, se piensan relacionadas con organismos emparentados con protoctistas tipo dinoflagelados aunque otros autores los asocian con otros taxones. Estos organismos quizás hallaron su oportunidad y amplia dispersión gracias a la atmósfera oxidativa producida por los estromatolitos. Oxígeno y nitrógeno aumentaron la producción de nitratos como idóneos nutrientes para acritarcos, cianobacterias y otros organismos que practicaban la fotosíntesis.

Pero el paso del tiempo iba a romper lo que unió. Nuna Columbia, la nueva pangea del Proterozoico, empezó a romperse hace unos 1.400 millones de años. La intensa actividad magmática que hoy observamos en sus rocas fue producto de una gran dorsal situada en medio de aquel gran continente. De todas formas, y a nivel biológico, la Tierra estaba a punto de presenciar otro gran salto evolutivo.

Rickettsia, parásito intracelular. / Wikimedia

Durante aquella etapa alguna arquea engulló a un alphaproteobacteria que supo sobrevivir en su interior para proporcionar energía más eficientemente. Estábamos ante la respiración celular que ya utilizaba el abundante oxígeno terrestre. Ello lo hacía para oxidar moléculas orgánicas y digerirlas. Así ofrecía una simbiosis en donde la arquea ofrecía nutrientes a la bienvenida alphaproteobacteria y esta energía a la anterior.

Aquel mecanismo dotó a la nueva simbiosis de una estructura que evolucionó hasta las actuales mitocondrias, nuestras máquinas celulares de respirar. Estas fueron un gran paso evolutivo, y tal como publicaron sus autores en el Nature de marzo de 2016, aquello dejó bajo la extinción al resto de protoctistas sin mitocondrias. Pero aquello fue la catapulta para otro gran salto en la evolución biológica. Sin tantos competidores la vida barajó nuevas posibilidades de reproducción.

Como podemos notar en nuestro cuerpo poseemos piel, músculos y huesos como asociaciones de células distintas en tejidos. Este avance biológico se originó bajo distintas simbiosis entre otros organismos

Cerca de los 1.200 millones de años la mal llamada vida pluricelular evolucionó en la Tierra, los celulares. De hecho los organismos comenzaron a dar seres más complejos bajo tejidos celulares diferenciados. Como podemos notar en nuestro cuerpo poseemos piel, músculos y huesos como asociaciones de células distintas en tejidos. Este avance biológico se originó bajo distintas simbiosis entre otros organismos.

Para explicar la simbiosis entre unicelulares que originó a los pluricelulares cabe indicar una investigación en el Instituto de Neurociencias en Alicante. Esta puso de manifiesto que ciertas moléculas para el desarrollo de los tejidos en animales ya existían en anteriores organismos unicelulares. Así fue publicado en la revista Molecular Biology and Evolution de 2019. Estas moléculas son los receptores Eph y sus aliados las efrinas. Ambos constituyeron un sistema de señalización que condicionó los mecanismos de adhesión celular y simbiosis entre unicelulares para configurar a los multicelulares. De hecho esta investigación identificó moléculas similares en coanoflagelados, organismos unicelulares estrechamente emparentados con los animales. Tales Eph y efrina permitieron la unión de unicelulares para dar complejos sistemas pluricelulares.

Lo macabro del asunto es que si las mal llamadas bacterias unicelulares podían reproducirse sin apenas envejecimiento, los celulares con tejidos ya no lo podían hacer

Lo macabro del asunto es que si las mal llamadas bacterias unicelulares podían reproducirse sin apenas envejecimiento, los celulares con tejidos ya no lo podían hacer. Si usted ve que va perdiendo juventud durante su vida dele la culpa a la evolución de los tejidos diferenciados. Este hito biológico aumentó la complejidad de los seres con lo que la duplicación del ARN o ADN devinieron más largos y embarazosos. Aquello produjo algunos errores en las copias que hoy llamamos envejecimiento o muerte programada. Pero no tema, que los genes han perdurado entre todos nosotros aunque ello sea un mal consuelo ante la expiración.

La formación de tejidos diferenciados condujo posteriormente a la evolución de estructuras como el sistema nervioso, el circulatorio o el linfático. También los órganos evolucionarían durante este proceso para disparar la evolución hacia los Reinos de plantas y animales. Pero para ello todavía faltaba mucho tiempo en nuestra Evolución en la Tierra. Los metazoos del próximo capítulo fueron un claro ejemplo.

Este artículo es la continuación de una serie titulada “Evolución en la Tierra“, a cargo de nuestro colaborador científico, David Rabadà.

Entrega anterior: El Proterozoico, una atmósfera inhalable (entrega 15)

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