Cómo pensamos que evolucionaron las células complejas - Adam Jacobson

Ver la lección completa en: http://ed.ted.com/lessons/how-we-think-complex-cells-evolved-adam-jacobson

Imagina que has tragado un pajarito y, de pronto, puedes volar, o que engulliste una cobra y… ¡ahora puedes escupir veneno por entre los dientes! Bueno, a lo largo de la historia (y concretamente durante la evolución de las células eucariotas complejas) han sucedido cosas como estas todo el tiempo. Adam Jacobson explica la endosimbiosis, un tipo de simbiosis en el que un organismo simbiótico vive dentro de otro.

Lección de Adam Jacobson, animación de Camilla Gunborg Pedersen.

¿Y si pudieras absorber a otro organismo

y adquirir sus habilidades?

Imagina que has tragado un pájaro pequeño

y, de pronto, puedes volar.

O que engulles una cobra

y ahora puedes escupir veneno
por entre los dientes.

A lo largo de la historia humana,

específicamente durante la evolución
de las células eucariotas complejas,

han sucedido cosas así desde siempre.

Un organismo absorbe a otro

y, juntos, se convierten en uno nuevo
que incorpora dichas capacidades.

Creemos que hace unos
2 millones de años,

los únicos organismos que vivían
en la Tierra eran los procariotas,

organismos unicelulares que carecen
de orgánulos con membrana.

Veamos de cerca a 3 de ellos.

Uno tiene forma de mancha,
es como una célula grande, simple,

puede absorber cosas
envolviéndose alrededor de ellas.

Otro es una célula bacteriana
que convierte la energía solar

en moléculas de azúcar
mediante la fotosíntesis.

Un tercero usa el oxígeno para
descomponer materiales como el azúcar

y liberar su energía de forma útil,
para actividades de la vida.

Las células-mancha absorben a veces
a las pequeñas bacterias fotosintéticas.

Así, estas bacterias viven
dentro de esta burbuja

y siguen dividiéndose como de costumbre,

pero para su existencia
dependen la una de la otra.

Si uno encuentra ejemplos
de este tipo de convivencia,

podría pensar que todo
el conjunto es un único organismo,

que las bacterias fotosintéticas verdes
son solo una parte de la mancha

a cargo de sus funciones vitales,

igual que el corazón es una parte de ti

y que tiene la función
de bombear la sangre.

Este proceso, de las células que viven
juntas, se llama endosimbiosis,

es decir un organismo
vivo dentro de otro.

Pero la endosimbiosis no se detiene allí.

¿Qué pasaría si pudieran entrar
otras bacterias también?

Las células de esta especie
llegaron a ser muy complejas:

grandes y llenas de
intrincadas estructuras

que llamamos cloroplastos
y mitocondrias.

Estas estructuras trabajan juntas
para aprovechar la luz solar,

producir azúcar,

y descomponerlo usando el oxígeno

que justo en aquel momento empezó
a aparecer en la atmósfera terrestre.

Los organismos que absorben
a otros organismos fueron

una forma de adaptarse de las especies
a las condiciones ambientales cambiantes

de su entorno.

Esta pequeña historia pone de relieve

lo que los biólogos llaman
la teoría endosimbiótica,

la mejor explicación actual de cómo
han evolucionado las células complejas.

Hay muchas evidencias
que apoyan esta teoría,

pero veamos 3 de ellas.

Primero, los cloroplastos
y las mitocondrias de nuestras células

se multiplican de la misma manera

que las antiguas bacterias,

que todavía viven, por cierto.

De hecho, si en una célula
uno desintegra estas estructuras,

no aparecerán otras nuevas.

La célula no puede producirlas.

Solo puede hacer más de las que ya hay.

Segunda pieza de evidencia:

los cloroplastos y las mitocondrias
contienen tanto su ADN como ribosomas.

Su ADN tiene una estructura circular

que es sorprendentemente similar
al ADN de las antiguas bacterias,

y también contiene muchos genes similares.

Los ribosomas, o las máquinas proteínicas
de montaje de cloroplastos y mitocondrias,

también tienen la misma estructura

que los ribosomas
de las bacterias antiguas,

pero son diferentes a los ribosomas

del resto de las células eucariotas.

Por último, piensa en las membranas
implicadas en el proceso envolvente.

Los cloroplastos y las mitocondrias
tienen 2 membranas que les rodean,

una membrana interna y otra externa.

La membrana interna contiene
algunos lípidos y proteínas especiales

que no se encuentran
en la membrana externa.

¿Por qué eso es importante?

Porque su membrana externa
solía pertenecer a la célula-burbuja.

Cuando fueron engullidos
en el proceso de endosimbiosis,

quedaron envueltos en esa membrana

y mantuvieron la suya
como membrana interior.

También es verdad que esos
mismos lípidos y proteínas

se encuentran en las membranas
de las antiguas bacterias.

Los biólogos ahora usan esta teoría

para explicar el origen de la gran
variedad de organismos eucariotas.

Por ejemplo, las algas verdes que
crecen en las paredes de las piscinas.

Una célula eucariota más grande
con cola de microfilamento, o flagelo,

absorbió en algún momento
algas como estas

para formar lo que hoy
llamamos las euglenas.

La euglena puede realizar la fotosíntesis,

descomponer el azúcar usando oxígeno,

y nadar en el agua del estanque.

Y como la teoría predecía,

los cloroplastos en estas euglenas
tienen 3 membranas

ya que tenían 2 antes de ser engullidas.

El proceso de absorción
de la teoría endosimbiótica

permitió a los organismos
incorporar poderosas habilidades

para adaptarse mejor
a la vida en la Tierra.

Las nuevas especies así formadas
fueron capaces de mucho más

que cuando eran
organismos independientes,

y esto fue un salto evolutivo

que dio lugar a los microorganismos,
las plantas y los animales

que observamos hoy en día en el planeta.