Atrapa’m, si pots!

Quan dos organismes diferents viuen associats i cadascú en treu un benefici parlem de simbiosi.

El món està ple de simbiosi. L’anémona de mar i el peix pallasso, els pins i els rovellons, els corals i les dinoflagel·lades. Són dues especies que juguen en equips i lligues diferents però estableixen relacions a llarg termini i se’n beneficien tots dos. Hi ha qui porta això a l’extrem. Hi ha organismes que estan dins les cèl·lules o dins de teixits d’un altre, és l’endosimbiosi. Sembla estrany, oi? però de fet l’endosimbiosi és la millor invenció en l’evolució, doncs va donar lloc l’origen de les cèl·lules eucariotes. La incorporació d’una cèl·lula procariota dins una altra cèl·lula hauria originat orgànuls cel·lulars com els mitocondris i plastidis (aquests últims en les cèl·lules vegetals).

nines

Matrioixques o nines russes. A l’interior de cada nina, hi ha una altra nina més petita, i així successivament.

Per què, ja posats a provar coses, si has d’incorporar algú dins teu, quin deu ser l’endosimbiont més profitós? Doncs integrar un generador d’energia, un endosimbiont fotosintètic. La hipòtesis és que fa uns 1,5 milions d’anys, una cèl·lula eucariota heteròtrofa va ingerir i retenir un cianobacteri fotosintètic de vida lliure. Així l’endosimbiont fotosintètic al llarg del temps va donar lloc als cloroplasts, que varen quedar totalment integrats en la cèl·lula d’acollida. Es pensa que aquest esdeveniment, l’ endosimbiosi primària, és la font de tots els plastidis coneguts. De fet les plantes i les algues són el producte d’aquests antiga fusió.

Ara bé, he dit primària perquè l’origen de plastidis d’altres grups d’eucariotes pot ser més complicat. Per què no adoptar una cèl·lula eucariota que ja conté un plastidi primari dins seu? Sembla que estiguem negociant els plastidis, oi?. Doncs si, hi ha plastidis secundaris en llinatges d’algues marines i, és clar, si atrapes una cèl·lula amb aquestes característiques, estàs incorporant una cèl·lula sencera, amb els seu nucli eucariota funcional. Pel mateix preu tens funcions d’un nucli extra! No es coneix bé quantes vegades ha passat això, però si es coneix que té un impacte gran en la diversitat dels organismes. Es pensa que més de la meitat de les cèl·lules eucariotes microbianes descrites, per exemple molts membres del fitoplàncton, han fet aquest camí.

Però no s’acaba aquí el tema. Què passa si una espècie dóna els seus plastidis secundaris a altres especies? Una endosimbiosi terciària. Hi ha algunes especies de dinoflagel·lades que ja tenien un plastidi secundari però que el van descartar per un de nou, incorporant altres algues, com ara diatomees. Uf! Que complicat és seguir l’intercanvi de plastidis en els eucariotes. Doncs encara s’ha de filar més prim. El tema és complica amb les espècies que varen incorporar i contenen plastidis i han perdut les seves capacitats fotosintètiques. Hi ha plantes que han abandonat la fotosíntesi i hi ha paràsits, com el de la malària, que tot i que no el necessiten, tenen restes de plastidis al seu interior. Perquè mantenir un plastidi fotosintètic, sinó el necessites? Deu ser que plastidi serveix per altres funcions? El fet que algunes espècies conservin plastidis, fins i tot després de perdre seva funció, és com haver de carregar amb una bombeta trencada, però fa entendre que aquests orgànuls adquirits tenen d’altres funcions. Per exemple, el paràsit de la malària no pot sobreviure a la sang sense el seu antic plastidi.

Es coneix que, en les endosimbiosi primàries, els gens que pertanyen al cianobacteri incorporat s’integren en el genoma de cèl·lula d’acollida, o fins i tot desapareixen completament. Els gens migren, l’endosimbiont perd certa autonomia i la cèl·lula d’acollida guanya una mica de control. Com a resultat d’aquest procés, els genomes dels plastidis actuals són insignificants mentre que el nucli de la cèl·lula d’acollida conté una enorme “empremta” endosimbiòtica en els seus gens. Ara imagineu espècies que van adquirir un plastidi secundari perquè varen incorporar tota una eucariota fotosintètica. Doncs hi ha onades de migració de gens, i aquesta vegada del genoma de l’endosimbiont algal a la cèl·lula d’acollida. Per tant, les espècies amb plastidis secundaris tenen els gens que van començar el seu viatge en un cianobacteri, després una migració cap un genoma nuclear i després cap l’ADN nuclear d’una nova cèl·lula d’acollida. I ara ja sabeu que també hi ha endosimbiosi terciària, oi? Resultat, doncs genomes encara més complexos. Ben bé un mosaic de gens.

Tot plegat es resumeix que amb el pas del temps, part dels gens dels endosimbionts es transfereixen al genoma de la cèl·lula d’acollida i l’associació entre dues espècies diferents explica com es poden aconseguir i perdre nous caràcters al llarg de l’evolució. La teoria endosimbiòtica, gràcies Lynn Margulis!


Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google photo

Esteu comentant fent servir el compte Google. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s