A mediados
de los sesenta, Margulis formuló lo que se conoce como «Teoría de la
endosimbiosis serial», que propone que la primera célula eucariota de la
Tierra, aquella célula de la que provenimos todos los animales y las plantas,
se formó mediante la fusión de tres bacterias preexistentes completas, con los
genes de cada una incluidos, por supuesto. Una de esas bacterias aportó los
andamios de microtúbulos, otra ciertas capacidades metabólicas peculiares y la
tercera (que se sumó más tarde a las otras dos) se convirtió en las actuales
mitocondrias. Esa célula eucariota primigenia empezó a proliferar, y una de sus
descendientes sufrió aún otra experiencia traumática: se tragó a una bacteria
fotosintética de la que provienen los actuales cloroplastos.
Primera
incorporación simbiogenética:
En primer
lugar, un tipo de bacteria amante del azufre y del calor, llamada
arqueobacteria fermentadora (o termoacidófila), se fusionó con una bacteria nadadora.
Juntos, los dos componentes integrados de la fusión se convirtieron en el
nucleocitoplasma, la sustancia base de los ancestros de las células animales,
vegetales y fúngicas. Este temprano protista nadador era, como sus
descendientes actuales, un organismo anaerobio. Envenenado por el oxígeno,
vivía en arenas y lodos donde abundaba la materia orgánica, en grietas de las
rocas, en charcos y estanques donde este elemento estaba ausente o era escaso.
Una
bacteria consumidora de azufre, que utilizaba el
azufre y el calor como fuente de energía (arquea fermentadora o termoacidófila), se
habría fusionado con una bacteria nadadora (espiroqueta) habiendo pasado a formar un nuevo
organismo y sumaría sus características iniciales de forma sinérgica (en la que
el resultado de la incorporación de dos o más unidades adquiere mayor valor que
la suma de sus componentes). El resultado sería el primer eucarionte (unicelular eucariota) y ancestro
único de todos los pluricelulares. El núcleoplasma de la células de animales,
plantas y hongos sería el resultado de la unión de estas dos bacterias.
A
las características iniciales de ambas células se le sumaría una nueva morfología
más compleja con una nueva y llamativa resistencia al intercambio genético
horizontal. El ADN quedaría confinado en un núcleo interno separado del resto de la célula
por una membrana.
Segunda
incorporación simbiogenética:
Después de
que evolucionara la mitosis en los protistas nadadores, otro tipo de
microorganismo de vida libre fue incorporado a la fusión: una bacteria que
respiraba oxígeno. Surgieron células todavía más grandes, más complejas. El
triplemente complejo respirador de oxígeno (amante del calor y del ácido,
nadador y respirador de oxígeno) se volvió capaz de engullir alimento en forma
de partículas. Estas células con núcleo, seres complejos y asombrosos que
nadaban y respiraban oxígeno, aparecieron por primera vez sobre la Tierra quizá
tan pronto como hace unos 2.000 millones de años. Esta segunda fusión, en la
que el anaerobio nadador adquirió un respirador de oxígeno, condujo a células
con tres componentes cada vez más preparadas para soportar los niveles de
oxígeno libre que se acumulaban en el aire. Juntos, el delicado nadador, la
arqueobacteria tolerante al calor y al ácido y el respirador de oxígeno,
formaban ahora un único y prolífico individuo que produjo nubes de prole.
Este nuevo
organismo todavía era anaeróbico, incapaz de metabolizar el oxígeno, ya que este gas suponía un veneno para él, por lo que viviría en medios donde este
oxigeno, cada vez más presente, fuese escaso. En este punto, una nueva
incorporación dotaría a este primigenio eucarionte de la capacidad para
metabolizar oxigeno. Este nuevo endosombionte, originariamente bacteria
respiradora de oxigeno de vida libre, se convertiría en las actuales mitocondrias y peroxisomas presentes en las células
eucariotas de los pluricelulares, posibilitando su éxito en un medio rico en
oxígeno como ha llegado a convertirse el planeta Tierra. Los animales y hongos
somos el resultado de esta segunda incorporación.
Tercera
incorporación simbiogenética:
En la
adquisición final de la serie generadora de células complejas, los respiradores
de oxígeno engulleron, ingirieron, pero no pudieron digerir bacterias
fotosintéticas de color verde brillante. La «incorporación» literal tuvo lugar
tras una gran lucha en la que las bacterias verdes no digeridas sobrevivieron y
la fusión completa prevaleció. Con el tiempo las bacterias verdes se
convirtieron en cloroplastos (paso 4, figura 1.1). Como cuarto miembro, estos
productivos amantes del sol se integraron con los demás socios anteriormente
independientes. Esta fusión final dio lugar a las algas verdes nadadoras. Estas
antiguas algas verdes nadadoras no sólo son los ancestros de las células
vegetales actuales; todos sus componentes individuales todavía están vivos y en
buena forma, nadando, fermentando y respirando oxígeno.
Esta
tercera incorporación originó el Reino vegetal, las recientemente adquiridas
células respiradoras de oxígeno fagocitarían bacterias fotosintéticas y algunas
de ellas, haciéndose resistentes, pasarían a formar parte del organismo,
originando a su vez un nuevo organismo capaz de sintetizar la energía
procedente del Sol. Estos nuevos pluricelulares, las plantas,
con su éxito, contribuyeron y contribuyen al éxito de animales y hongos.
En la actualidad permanecen las bacterias
descendientes de aquellas que debieron, por incorporación, originar las células
eucariotas; así como aquellos protistas que no participaron en alguna de las
sucesivas incorporaciones.
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