Simbiogénesis

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La simbiogénesis describe la eclosión de un nuevo indivíduo resultado de la asociación simbiótica permanente de dos o más organismos.[1]

El término Simbiógénesis fue acuñado por Konstantin Merezhkovsky en 1909 cuando propuso el paso simbiótico de de las células procariotas a eurocariotas.

Lynn Margulis ha sido y es la principal impulsora de la teoría evolutiva simbiogenética, según la cual, restando importancia a las mutaciones genéticas aleatorias, considera que son las relaciones simbioticas que desembocan en la simbiogénesis las responsables de la mayoría de las novedades evolutivas.[2]

Contenido

[editar] Simbiosis y simbiogénesis

El término simbiosis fue acuñado por el botánico alemán Anton de Bary en 1873, el término describe la interacción continuada de varios individuos de diferentes especies. Mientras que el término simbiógenesis lo acuñó Konstantin Merezhkovsky (1855-1921) para referirse a la formación de nuevos órganos y organismos mediante fusiones simbióticas.[3]

La simbiogénesis describe procesos simbióticos, pero para que estos procesos puedan definirse como simbiogenéticos, debe haber transferencia genética: un gen, un conjunto de genes o el genoma completo de uno de los simbiontes debe de pasar a formar parte del genoma del individuo resultante.

La observación de la vida puede proporcionarnos infinidad de procesos simbióticos, existen modos de simbiosis intermedios entre simbiosis y simbiogénesis según el grado de integración de los simbiontes. Las bacterias presentes en el aparato digestivo de termitas y hormigas -con un elevado grado de integración genética-, o las nuestras propias, las de los humanos, podrían significar diferentes estadios del proceso simbiogenético. Si estas bacterias presentes en nuestro aparato digestivo, un día llegasen a ser parte integrante del genoma humano, se habría producido una adquisición de genomas, siendo un caso de simbiogénesis. También se conocen ejemplos de simbiontes integrados en el genoma del hospedador, en los antrópodos es común la presencia de simbiontes que se transmiten verticalmente entre hospedadores, de generación a generación".[4]

La explicación de estos procesos simbiogenéticos seguiría estos pasos: en un principio, un individuo entraría en contacto con una bacteria (Margulis otorga a las bacterias una extraordinaria capacidad de adaptación y una gran capacidad de aportar soluciones adaptativas a las más diversas condiciones ambientales), en principio esa relación podría ser parasitaria, pero con el tiempo ambos individuos podrían llegar a una relación mutialistas, el hospedador encontrarían ventajas en las características y especialidades del hospedado. De no llegar a este punto la Selección Natural penalizaría esta relación, disminuyendo paulatinamente en número de estos individuos en el conjunto de la población; por el contrario, una relación fructifera, se vería favorecida por la selección natural y los individuos implicados proliferarían. El tercer paso sería aquel en que la estrecha relación de ambos se viese plasmada en la herencia genética del individuo resultante; este individuo portaría parte o el conjunto de los dos genomas originales.

Margulis habla de adquisición de genomas cuando trata de describir las novedades evolutivas de los organismos. Estas novedades, según propone, no serían consecuencia de una cadena de errores genéticos (mutaciones aleatorias en la replicación del genoma) en un proceso paulatino como en la actualidad es aceptado por la mayoría del mundo académico, sino que serían el resultado de esta adquisición brusca de genomas, no se trataría pues de un proceso gradual sino discreto.

El mínimo cambio genético heredable consiste en el cambio de uno de los pares de bases del ADN, de A-T a G-C o a la inversa. A su vez, el máximo cambio genético heredable posible consiste en la adquisición de la serie completa de genes que regulan el funcionamiento de un organismo —su genoma—, junto con el resto de ese organismo en buen estado de salud, de forma que el genoma adquirido siga teniendo un funcionamiento que regular. Entre ambos extremos existe un sinnúmero de modos en que los organismos consiguen y retienen novedad heredable.
Margulis, Captando genomas.[5]

Estos procesos simbiogenéticos, considerados como protagonistas de la Evolución, son únicamente una formulación, ya que Margulis no ha logrado demostrar que se produzcan de forma generalizada, solo ha logrado demostrar el paso de las células procariotas a células eucariotas (se considera demostrada la incorporación de tres de los simbiontes que intervinieron en la trasformación de los cuatro que Marguilis propusiera en su día, en 1967).

[editar] Importancia

La simbiogénesis, en la actualidad, es un fenómeno que se considera marginal en el conjunto de la evolución, únicamente ha sido demostrada en escasos casos, aunque algunos de estos casos explicarían capítulos fundamentales de la historia de la vida en la Tierra.

Los líquenes nos proporcionan un ejemplo característico de simbiogénesis. Es más, el individuo liquen es algo diferente de sus dos componentes. No es ni un alga verde o una cianobacteria, ni un hongo. Es un liquen. Los líquenes, novedades evolutivas surgidas por medio de la adquisición de genomas de alga o de cianobacteria, tomaron su propio camino y exhiben características distintas a las de sus antepasados. Aunque estudiados tradicionalmente dentro de la botánica, los líquenes han sido fundamentales para los conceptos de simbiosis y simbiogénesis en el pensamiento evolutivo, a pesar de lo cual su naturaleza simbiótica ha hecho que se los considerara como fenómenos evolutivos marginales. Tal vez hayan sido aceptados como un ejemplo del poder de la simbiogénesis para gene¬rar novedad evolutiva, debido únicamente a que ambos asociados son del mismo tamaño. Tanto las algas como los hongos pueden observarse con facilidad, simplemente con la ayuda de un microscopio de pocos aumentos, de modo que no es posible estudiar las unas sin estudiar simultáneamente los otros. En cambio, en algunos animales verdes (como en el caso de la especie de lombriz plana Convoluta roscoffensis) los respectivos tamaños de los componentes difieren enormemente. La lombriz mide centímetros, mientras que los diminutos organismos fotosintéticos —las algas— son microscópicos. Tales discrepancias de tamaño hacen que, tanto la simbiosis como la correspondiente simbiogénesis, resulten menos evidentes.
Adquiriendo genomas. Lynn Margulis.[6]

Margulis sostiene que los procesos simbigenéticos son abundantes en la naturaleza, pero las propias caracteristicas del proceso dificultan su observación. Los simbiontes implicado en el proceso irían desprendiendose de sus características iniciales y una vez completado, sería difícil distingir en el individuo resultante los vestigios de éstos.[7]

[editar] Ejemplos de simbiogénesis

Los ejemplos más notables y a la vez mejor documentados son casos de endosimbiosis.

  • Las mitocondrias de las células eucariotas son orgánulos adquiridos a través de simbiogénesis. En algún momento del proterozoico algunos organismos procariotas evolucionados empezaron a asociarse mediante endosimbiosis a otras bacterias aerobias. Este proceso conlleva la asimilación de un organismo dentro de otro posibilitando para la célula huésped adquirir una forma de metabolismo degradativo, la respiración aerobia, que es más eficaz en la degradación de los alimentos obtenidos por endocitosis. Con el paso del tiempo, el organismo endosimbionte se fue volviendo más y más dependiente de su huésped hasta convertirse de facto en una parte más de éste, las mitocondrias. Ésta es una de las razones por las que las mitocondrias son de los pocos orgánulos celulares que poseen un genoma propio (en el ADN mitocondrial).
  • Los plastos se incorporaron más tarde, por simbiosis de una cianobacteria y un protista flagelado unicelular, del que han derivado después las algas rojas, las algas verdes y las plantas. De esta manera fue adquirido por un eucarionte el tipo de metabolismo que llamamos fotosíntesis oxigénica, constituyendo las primeras algas eucarióticas. El resto de los eucariontes fotosintetizadores (por ejemplo, algas pardas o euglenas) adquirieron a su vez esta condición por el mismo sistema, pero adoptando como endosimbionte un alga roja o un alga verde unicelulares.
  • La endosimbiosis está en el origen de otros orgánulos, como los hidrogenosomas. También se ha sugerido que el origen de cilios y flagelos pudo ser simbiogenético, aunque hasta ahora sin pruebas.

Un caso muy importante, pero respecto al que no existe acuerdo, es el del origen de la célula eucariota por la unión de una arquea y una eubacteria.

Otros casos notables por su importancia para la invasión de los continentes por una vida originalmente marina los ofrecen los líquenes y las micorrizas. Los líquenes son sistemas fotoautótrofos formados por simbiosis entre un hongo, en cuyo micelio se basa la anatomía del líquen, y un alga verde unicelular (o una cianobacteria); como no dependen del sustrato para su nutrición, son pioneros capaces de ocupar los primeros ambientes previamente sin vida. Las micorrizas son consorcios de hongos con las raíces de las plantas, presentes en la mayoría de las especies, sin cuya colaboración en la obtención de nutrientes es dudoso que las primeras plantas hubieran podido colonizar la tierra firme.

[editar] Controversía actual

Margulis, con su propuesta según la cual la simbiogénesis sería la principal fuente de novedad biológica, se enfrenta a la síntesis evolutiva moderna (neodarwinismo), teoría respaldada actualmente por la comunidad científica. En contra de la ortodoxia neodarwiniana, Margulis indica que las mutaciones son en un 99 % dañinas para el organismo, no considerándolas como el origen de las novedades evolutivas como proponen los primeros. Considera que su teoría no ha sido convenientemente debatida:

Que las células animales y vegetales se originaron mediante simbiosis ya no es materia de controversia. La biología molecular, incluyendo la secuenciación genética, ha reivindicado este aspecto de mi teoría de la simbiosis celular. La incorporación permanente de bacterias dentro de las células animales y vegetales en forma de plastos y mitocondrias es la parte de mi teoría de la endosimbiosis serial que aparece ahora incluso en los libros de texto de los institutos. Pero el impacto completo de la visión simbiótica de la evolución todavía no se ha sentido; y la idea de que especies nuevas aparecen a partir de fusiones simbióticas entre miembros de las antiguas todavía no ha merecido siquiera discusión por parte de la sociedad científica respetable.
Margulis, Planeta simbiótico[8]

La simbiogénesis no es aceptada como válida por la mayoría del mundo académico. Actualmente, el neodarwinismo se acepta como válido y su paradigma, que la novedad biológica procede de los errores genéticos y es fijada por la selección natural, lo defienden la mayoría de los biólogos. Ernst Mayr, en el prólogo del libro de Margulis Captando genomas, resaltando la importancia de los procesos simbióticos, niega que los procesos simbióticos sean los actores de las especiaciones, resaltando que «no existe indicio alguno de que ninguna de las 10 000 especies de aves o de las 4500 especies de mamíferos se hayan originado por medio de la simbiogénesis» (como tampoco está demostrado que haya surgido ninguna especie como consecuencia de un error genético).[9] Además rechaza la apreciación de Margulis según la cual tales procesos simbióticos puedan calificarse de lamarckianos. También, Maynard Smith, en su libro Ocho hitos de la evolución se enfrenta a la visión simbiogenética de Margulis:

Lynn Margulis, que presentó las evidencias que persuadieron a los biólogos de que mitocondrias y cloroplastos fueron en otro tiempo simbiontes, ha afirmado a veces que la simbiosis es la fuente principal de novedad evolutiva, y que la selección natural ha sido de importancia menor. Esto es inaceptable. [...] La simbiosis no es una alternativa a la selección natural; más bien es al revés: necesitamos una explicación darwiniana de la simbiosis.
John Maynard Smith, Ocho hitos de la evolución.[10]

Cabe señalar que Margulis nunca ha cuestionado la selección natural; por el contrario, la considera necesaria para fijar las relaciones simbióticas.

[editar] Referencias

  1. ↑
    Desde hace tiempo, Lynn Margulis se encuentra en la vanguardia del estudio sobre la simbiosis. Consiguió convencer a los citólogos de que las mitocondrias son simbiontes de las células, tanto vegetales como animales, del mismo modo que los cloroplastos lo son de las primeras. El surgimiento de una nueva forma a partir de esta clase de simbiosis es conocida bajo el nombre de simbiogénesis.
    Ernst Mayr, Prologo de Captando genomas, 2002.
  2. ↑ La simbiosis estable a largo plazo que desemboca en cambio evolutivo recibe el nombre de "simbiogénesis". Estas asociaciones, verdaderas fusiones biológicas que se inician en forma de simbiosis, constituyen el motor de la evolución de las especies. Margulis, 2003. Pg. 37
  3. ↑ Margulis, 2002, Cap.: Individualidad por incorporación.
  4. ↑ Michael E. H. Majerus, 1999, p. 1.
  5. ↑ Margulis, 2002, p. 116.
  6. ↑ Pg, 38
  7. ↑
    Naturalmente, existe una paradójica relación inversa entre la simbiosis y la existencia de pruebas de la misma. Los organismos asociados que conviven en armonía casi perfecta serán apenas discernibles. David Smith, botánico de la Universidad de Oxford, compara los restos de tales uniones con la sonrisa del gato Cheshire, el personaje de Alicia en el país de las maravillas que va desapareciendo poco a poco hasta que no queda de él más que una enigmática sonrisa: «El organismo va perdiendo piezas de modo progresivo, mezclándose paulatinamente con el fondo general de manera que su anterior existencia es revelada únicamente por alguna reliquia».
    Margulis, Microcosmos, p. 154, 155.
  8. ↑ Margulis, Planeta simbiótico, p. 17.
  9. ↑
    Se puede decir pues, que la especiación, el paso inicial que la Teoría Sintética supone para extrapolar los procesos microevolutivos a la Macroevolución, dista mucho de estar suficientemente explicada dentro de los esquemas ortodoxos [...] Pero aun admitiendo que entre los dos modelos se ignora explicar la especiación, ¿cómo se puede extrapolar el fenómeno para explicar los grandes cambios de organización morfológica, genética y fisiológica que se han producido a lo largo de la macroevolución?
    Máximo Sandín, Lamarck y los mensajeros (1995), cap.: Microevolución, macroevolución. ¿Dos aspectos del mismo proceso?
  10. ↑ p.167.

[editar] Bibliografía

  • Margulis, Lynn (2002). Planeta Simbiótico. Un nuevo punto de vista sobre la evolución., Victoria Laporta Gonzalo (trad.), Madrid: Editorial Debate.
  • Margulis, Lynn; Dorion Sagan (2003). Captando Genomas. Una teoría sobre el origen de las especies., Ernst Mayr (prólogo). David Sempau (trad.), 1ª edición, Barcelona: Editorial Kairós. ISBN 84-7245-551-3.
  • Margulis, Lynn; Dorion Sagan (1995). Microcosmos: Cuatro mil millones de años de evolución desde nuestros ancestros microbianos, Lewis Thomas, Ricard Guerrero (trad.), 2ª ed. edición, Tusquets Editores, pp. 317 páginas. ISBN 9788472238428.
  • Margulis, Lynn, (2003) Una Revolución en la Evolución (escritos seleccionados) Colección Honoris Causa, Universitat de Valencia.
  • Michel E. N. Majerus, 1991, Simbiontes hereditarios causantes de efectos deletéreos en los antropos.

[editar] Véase también

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