Una mutación ¿una nueva especie?

Tradicionalmente desde la época de Darwin, la evolución ha sido considerada un proceso gradual, lento y continuo, en donde las especies se van sucediendo parsimoniosamente, sin saltos discontinuos o cambios súbitos a lo largo de los eones. Pero ¿puede existir una evolución abrupta y seguir siendo considerada darwiniana?

¿Qué es una especie?

El concepto de especie ha sido desde siempre un tema central de la biología sujeto a un perenne debate científico que nunca ha sido satisfactoriamente resuelto del todo. El actual conocimiento sobre evolución y el desarrollo de técnicas genómicas cada vez más avanzados permite replantear nuevamente este en principio tan sencillo pero cada día más complejo campo de la biología.

Endosimbiosis (4): unidos por las Tinieblas

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In Science we trust

 

La luz y los compuestos químicos libres en el medio nutren a las plantas. Las plantas alimentan a los herbívoros. Los herbívoros alimentan a los carnívoros. Unos carnívoros alimentan a otros carnívoros, los cuáles alimentan a otros carnívoros… Plantas, herbívoros y carnívoros al morir son fuente de alimento para carroñeros y descomponedores. Estos alimentan a su vez a otros seres que cazan carroñeros y descomponedores. Cuando estos mueran, se convertirán en alimento para sus antiguas presas.

En definitiva, toda una red sustentada únicamente por la luz… Sin embargo, también hay toda una red de vida sumida en las más absolutas y completas tinieblas. Un lugar tan negro e inquietante, un lugar tan inhóspito y peligroso… que hasta el Señor Oscuro Sauron se lo pensaría un par de veces antes de entrar…

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Es bien conocido que la vida sobre el planeta depende de la luz solar. Esta luz, energía radiante procedente de las reacciones nucleares que tienen lugar en el seno de nuestro glorioso dios Ra, es convertida por plantas y algas en energía química. Esta energía química será empleada a su vez por estas mismas plantas para convertir diversos compuestos inorgánicos en moléculas orgánicas. De ese modo plantas y algas se mantienen a sí mismas. Y de ese modo soportan a toda una larga cadena alimentaria, desde la brizna de hierba hasta la hiena y el león, desde la microscópica microalga hasta la colosal rorcual azul, pasando por la humilde gambita de krill.

Por ello los científicos hasta mediados del siglo XX creían que era extremadamente improbable (sino imposible) que pudiera existir abundancia de vida compleja (es decir, animales) en un mundo sumido en total ausencia de luz. Después de todo, es la luz en última instancia lo que mantiene las redes tróficas de continentes, mares y océanos. Sin embargo, el acceso a la luz está muy limitado en los mares y océanos. Desde menos de un metro en aguas extremadamente turbias hasta un máximo de 200 metros en aguas extremadamente limpias, ese es el límite de profundidad en el cuál la luz mantiene suficiente energía como para permitir la fotosíntesis. Esta zona, donde las algas pueden crecer, es llamada la zona fótica y es la que mantiene todas las comunidades de peces y ecosistemas que nosotros, de forma directa o indirecta, aprovechamos.

Sin embargo, más allá de los 200 metros la luz pierde poder y la fotosíntesis no es posible. En los 500 metros de profundidad reina la profunda oscuridad. Más allá de los 700 metros sería muy raro encontrar algún casual fotón perdido en la inmensidades del océano. Más allá de los 1000 metros penetramos en un submundo negro, frío, de elevadas presiones y donde sobrevivir es todo un reto; es un lugar donde las probabilidades de encontrar algo comestible (algún cadáver o partícula orgánica procedente de allá arriba) es extremadamente improbable.

A partir de los 3.000 metros entramos en la zona abisal, donde Mordor a su lado es un patio de juegos. Inmersa en el gélido corazón de las profundidades oceánicas, a priori la zona abisal es un lugar completamente hostil para la vida: no hay nada que comer, salvo algún resto ocasional que llega desde la zona fótica. Por ello, hasta mediados del siglo XX los científicos creían que la vida allí abajo sería principalmente microbiana y que de haber animales, estos serían sumamente raros y escasos, puesto que dependerían exclusivamente de las aleatorias e improbables migajas orgánicas que pudiesen llegar desde la zona fótica.

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Bienvenidos a las Tinieblas: el fondo abisal del Cañón Hudson (New Jersey, USA, océano Atlántico), a profundidades comprendidas entre los 4.000 y 6.000 metros, con algún bicho esporádico. Crédito: NOAA Ocean Explorer

Evolución en Euglena & company: de la depredación a la fotosíntesis.

Euglena viridis. Crédito: microagua (Flickr)

Un microbio típico de muchos libros de biología es Euglena. A veces es llamada alga porque en presencia de sales inorgánicas y una fuente de luz, es capaz de realizar la fotosíntesis como cualquier planta o alga verde. A veces es llamada protozoo, porque con materia orgánica y en oscuridad puede nutrirse como hacen los hongos y los animales sencillos. Es una entidad formada por una única célula, de color verde gracias a que tiene útiles cloroplastos de brillante color. Sin embargo, sus ancestros cercanos son fieros depredadores, sin cloroplastos e incapaces de realizar la fotosíntesis. Entonces… ¿Cómo Euglena se convirtió en lo qué es? A esta y otras cuestiones responderemos en esta entrada.

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Los Euglenida, a los que también podemos llamar euglénidos, son un enorme grupo de microorganismos formados por una única célula que actualmente cuentan con más de mil especies descritas. Son habitantes de los diminutos espacios que quedan entre los granos de arena u otros sedimentos de los fondos de mares, ríos y lagos; aunque hay otros que prefieren vivir nadando en la columna de agua.

El nombre de euglénidos deriva de los términos griegos «Eu, verdadero» y «glēnē, ojo». Es un nombre extraño, concedido por el naturalista, zoólogo, botánico, anatomista, geólogo y microscopista alemán Christian Gottfried Ehrenberg (1795 –1876). Prolífico como pocos, seguramente se sentiría atraído por la mancha ocular que poseen estos organismos y por ello, la criatura que conocemos como Euglena recibía en 1830 su nombre, «ojo verdadero», por vez primera. Luego, dicho nombre sería extendido para denominar a todos sus parientes.

Entendiendo la Evolución IV. Margulis y la simbiogénesis

Lynn Margulis

La simbiogénesis es un mecanismo mediante el cual dos organismos que viven en simbiosis desarrollan una asociación permanente, de tal manera que no pueden sobrevivir uno sin el otro y se integran formando un nuevo organismo quimérico.

Este fenómeno no es algo nuevo, desde hace mucho tiempo conocemos casos de simbiogénesis en la naturaleza, como por ejemplo los líquenes, formados por la asociación de un hongo y una cianobacteria. Por ello, su contribución a la evolución de nuevas especies es algo indiscutible, aunque la importancia que pueda tener como motor evolutivo continúa sujeto a debate.

En 1967, Lynn Margulis (entonces Lynn Sagan) publicó, tras muchos intentos fallidos, un revolucionario trabajo donde postulaba el origen simbiótico de la célula eucariota, mediante la asociación de varios tipos de bacterias. Esta teoría, que vino a llamarse «Teoría de la endosimbiosis seriada» es comúnmente aceptada hoy para explicar el origen de algunos orgánulos celulares, como mitocondrias y plastos, aunque soporta bastantes críticas para ser aceptada, tal y como sostiene Margulis, como principal motor evolutivo.

Pulgones. «Transgénicos» naturales por todo el morro

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Transgénicos. Para muchos decir esa palabra es mentar al diablo. Los transgénicos están a la orden del día, pero al contrario de lo que piensa mucha gente, la mayoría de ellos no han salido de un laboratorio científico, sino de la propia naturaleza. El ejemplo de siempre son los microbios. Por el contrario, en el Reino Animal, son tan raros que su mera existencia es un notición… Y sin ir más lejos, hace una semana la revista Science nos habló de ellos.

La palabra transgénico suele traer cola. En algunos medios, sobre todo de índole ecologista, son definidos como “organismos creados artificialmente en laboratorio, al introducir genes de unas especie en otras. Así se obtienen seres vivos que no existirían de forma natural. Es un experimento a gran escala con una tecnología llena de efectos imprevistos y no deseados” y se los acusa de causar todo tipo de problemas: “incremento del uso de tóxicos en la agricultura, contaminación genética, contaminación del suelo, pérdida de biodiversidad, desarrollo de resistencias en insectos y «malas hierbas» y efectos no deseados en otros organismos”, incluso sobre la salud ciudadana.

En esta entrada no hablaremos sobre si los transgénicos son buenos o malos. O sobre si realmente son tan problemáticos. O sobre si son una panacea para la agricultura. En esta entrada más bien nos centraremos sobre su naturaleza, que en muchos casos, no es en absoluto artificial. Y para ello me valdré de una preciosa y reciente publicación realizada en la prestigiosa revista Science, tan reciente como la semana pasada.

Endosimbiosis (3): Los midiclorianos y su extraña relación con las mitocondrias

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– Maestro Señor, oí hablar a Yoda acerca de los midiclorianos. He estado preguntándome, ¿qué son los midiclorianos?

– Los midiclorianos son formas de vida microscópica que residen en todas las células vivas.

– ¿Y están dentro de mí?

– Dentro de tus células, sí.  Estamos en simbiosis con ellos.

– ¿Simbiosis?

– Son formas de vida que viven juntas para beneficio mutuo.  Sin los midiclorianos, la vida no existiría y tampoco conoceríamos la Fuerza. Ellos nos hablan continuamente, comunicándonos la voluntad de la Fuerza

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Con esta escena, George Lucas nos presentaba en su impresionante saga «La Guerra de las Galaxias» a los midiclorianos, la base misma de la Fuerza. Y en opinión de muchos fans, matando a la vez parte de la magia que rodeaba a su Universo, al darle algo de lógica a su atractiva mitología.

Como opinión personal, algo de razón tienen… Sin embargo, ¿es una explicación sacada de la manga? ¿Existe algo que podamos llamar «midicloriano»? ¿Hasta dónde llegan las simbiosis? En cualquier caso, como veremos en esta entrada, los «midiclorianos» pueden ser más reales de lo que parece a simple vista… Aunque igual nos llevamos una desilusión al conocerlos, ¿o no?.

Endosimbiosis (2): Rhizobium, a medio camino de organelas celulares

Flor de alfalfa (Medicago sativa L.) Credito: MissouriPlants

La vida es compleja, compleja de narices para qué nos vamos a engañar. Una sola célula es un batiburrillo molecular que a menudo recuerda a una factoría en miniatura. Y en el mundo celular, el súmmum de la complejidad radica en la célula eucariota. Este tipo de célula es el que compartimos todos los animales, todos los vegetales, todos los hongos y todos los protistas (una amalgama de seres unicelulares, libres o coloniales, que a veces recuerdan a animales, otras a plantas, otras a quien sabe qué).

El origen de la célula eucariota ha sido objeto de debate en el mundo científico durante décadas, incluso aún hoy lo sigue siendo y en parte, todavía es un misterio. Sin embargo, como ya sabrán muchos de nuestros lectores, uno de los mayores avances en este campo se lo debemos a la microbióloga estadounidense Lynn Margulis, autora de la Teoría de la Endosimbiosis Seriada, según la cuál, los componentes más complejos de estas células, las mitocondrias y los cloroplastos, no son otra cosa que antiquísimas bacterias que fueron asimiladas como simbiontes y que han terminado como las organelas que vemos hoy día.

Sin embargo, ¿Cómo una relación tan íntima puede darse? ¿Y más aún si nos basamos en los “egoístas” criterios de la evolución mediada por la Selección Natural, originalmente postulada por Darwin? ¿Y cómo sería un caso intermedio entre una bacteria de vida libre y una organela celular? ¿Se conoce algún ejemplo hoy día de algo tan estrafalario? Bueno, puede que sí 😀