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La genómica da la razón a Lynn Margulis

El núcleo de nuestras células adquirió sus genes bacterianos por simbiosis

Lynn Margulis, fotografiada en Barcelona en 1986.
Lynn Margulis, fotografiada en Barcelona en 1986.

La historia de la vida en la Tierra se divide en dos mitades: hasta 2.000 millones de años atrás, solo hubo bacterias y arqueas (similares a las bacterias, aunque a menudo adaptadas a condiciones extremas); y solo entonces surgió la célula compleja (eucariota, en la jerga) de la que todos los animales y plantas estamos hechos. Fue Lynn Margulis quien explicó esa discontinuidad desconcertante: la célula compleja no evolucionó gradualmente desde una bacteria o una arquea, sino sumando ambas en un suceso brusco de simbiosis. La genómica le da hoy la razón. Con salvedades.

Darwin se mostró perplejo con el mayor salto evolutivo que se conocía en su tiempo: el origen brusco (en las escalas de los geólogos, no en la de los teólogos) de los animales, en la llamada explosión cámbrica, hace 540 millones de años. Pero el origen de la célula moderna, o eucariota, a partir de las bacterias, es una discontinuidad mucho más radical y fundamental. La célula eucariota posee innovaciones fundamentales como las mitocondrias, nuestras factorías energéticas, y los cloroplastos que permiten a las plantas alimentarse de la luz solar.

La célula eucariota posee innovaciones fundamentales como las mitocondrias, nuestras factorías energéticas, y los cloroplastos que permiten a las plantas alimentarse de la luz solar

Fue Margulis quien mostró, en los años sesenta, que ese profundo misterio darwiniano tenía una explicación bien simple. Las mitocondrias y los cloroplastos son antiguas bacterias que ya sabían hacer eso –quemar oxígeno para generar energía y ejercer como placas fotovoltaicas, respectivamente— en su antiquísima vida libre, cercana a los orígenes de la vida en la Tierra. La célula eucariota, el bloque de construcción de nuestro cuerpo, se originó como una sociedad de microbios, y sigue siéndolo en gran medida. La teoría se procuró el rechazo frontal de sus colegas, y todavía no lo ha superado.

William Martin, del Instituto de Evolución Molecular de Dusseldorf, junto a colegas de Nueva Zelanda, Israel, Irlanda y Reino Unido, publican en el artículo principal de Nature de esta semana una investigación que puede cambiar esa situación de la noche al día. Comparando cerca de un millón de genes de 55 especies eucariotas (incluida la del lector) y de seis millones de microbios, han encontrado que la gran mayoría de los genes de bacterias y arqueas reconocibles en nuestros genomas avanzados provienen de sucesos simbióticos. No es tanto como demostrar la teoría de Margulis, pero es tanto como se puede pedir ahora mismo en esa dirección. Margulis murió en 2011 sin recibir el premio Nobel.

“La teoría simbiótica se remonta a un siglo atrás, y siempre fue controvertida”, explica a EL PAÍS el jefe de la investigación, Bill Martin. “En los años sesenta, Margulis fue la paladina de la evolución eucariota. Hablaba un español fluido, y fue especialmente popular en el mundo de habla hispana. Pero, como es sabido, las versiones de la teoría simbiótica de Margulis tuvieron siempre un jugador problemático: que los cilios se originaron en las espiroquetas”.

Los cilios son las prolongaciones móviles de nuestras células. Resultan familiares en las vías respiratorias y en los riñones, pero en realidad son esenciales en la polaridad (la brújula) de todas nuestras células. También permiten nadar a nuestros ancestros unicelulares, como los coanoflagelados. Su gran parecido estructural a las espiroquetas, unas bacterias que se mueven helicoidalmente como un sacacorchos, llevó a Margulis a proponer que los cilios, como las mitocondrias y los cloroplastos, tenían su origen en una bacteria de vida libre, la espiroqueta.

La teoría de Margulis goza de una salud excepcional en nuestros días"

“Nuestro trabajo”, prosigue Martin, “no ha hallado la menor prueba se ese aspecto concreto de la teoría endosimbiótica de Margulis; pero lo que fue muy emocionante para nosotros que las únicas señales evolutivas en los datos que aparecen por encima del ruido de fondo implicaban a las mitocondrias, los cloroplastos y su célula huésped, que era una arquea; no hemos encontrado ninguna evidencia de otros suministradores de genes simbióticos”.

El jefe de la investigación concluye con una afirmación nítida: “Eso significa una cosa: que la endosimbiosis fue muy importante en la evolución de los eucariotas; ese es tal vez en principal mensaje de nuestro artículo. Así que la teoría de Margulis goza de una salud excepcional en nuestros días, aunque solo después de alguna pequeña reparación”.