El origen de la vida compleja podría provenir de la unión de células con bacterias

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Por Julio García G. / Periodista de Ciencia

Cómo surgió la vida en la Tierra, desde lo más simple a lo más complejo, continúa siendo una de las preguntas fundamentales que aún en estos tiempos, donde la ciencia y la tecnología llenan casi todos los ámbitos de nuestra vida, no ha podido tener una respuesta realmente satisfactoria.

Por ejemplo, los científicos continúan preguntándose cómo (y por qué) aparecieron las células eucariotas, las cuales -al contrario de las células procariotas– contienen un núcleo bien definido en donde reside todo el código genético el cual se encuentra guardado en el ADN (Ácido Desoxirribonucleico) de todos los organismos que poseen este tipo de células, como los seres humanos.

Ahora bien, ¿cómo es que se gestó este núcleo celular? ¿Cómo surgieron las mitocondrias y, en general, todos los componentes que conforman a una célula?

Quizá las mitocondrias sean una de las piezas más importantes de las células porque son unos pequeños organelos situados en el interior de éstas y que son responsables de producir la energía necesaria para que puedan respirar.

Pero, ¿de dónde provienen las mitocondrias y hace cuánto tiempo surgieron? ¿Por qué están allí realizando todos esos procesos tan complejos?

Para intentar responder a estas interrogantes, un grupo de científicos, encabezados por la investigadora Julia Vorholt, del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich, presentó recientemente un trabajo en la revista Nature en el que reseñan cómo lograron, dentro de las paredes de un laboratorio, insertar una bacteria viva dentro de una célula de otro organismo.

Este proceso en donde una bacteria viva puede coexistir con una célula (literalmente la bacteria se hospeda dentro de ésta) ocurre de forma recurrente en la naturaleza y se le denomina endosimbiosis.

Y, lo que lograron realizar Vorholt y su equipo fue, justamente, llevar a cabo el proceso de endosimbiosis dentro de un laboratorio, de forma artificial.

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De hecho, a partir de este histórico experimento, este grupo de científicos considera que las mitocondrias evolucionaron cuando una bacteria se convirtió en residente en una célula que fue antecesora de las células eucariotas actuales. Esto podría haber ocurrido hace unos mil millones de años.

Por otro lado, es evidente que es muy complicado repetir o recrear algo que ocurrió hace tanto tiempo, pero los científicos como Vorholt se las ingenian para reproducir escenarios del pasado.

Y es que las mitocondrias no son los únicos organelos que pudieron haber surgido a partir de la unión de una bacteria y una célula ya que, por ejemplo, unos organelos celulares llamados cloroplastos, que se encuentran en las plantas, son los responsables de que se lleve a cabo la fotosíntesis.

Ahora bien, para llevar a cabo su experimento, Vorholt y sus colegas utilizaron una aguja extremadamente pequeña, de unos 500 a 1000 nanómetros, con la cual perforaron la célula huésped y a la que posteriormente le insertaron células bacterianas (una al a vez).

Pero inclusive, con esta técnica tan exacta, los emparejamientos iniciales entre célula huésped y células bacterianas resultaron fallidos ya que en muchos intentos las células de una bacteria mataban a la célula huésped porque se reproducía de manera demasiado rápida y desproporcionada.

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Por ello, y para fortuna del equipo, lograron encontrar -para crear la tan anhelada endosimbiosis– a un conjunto de bacterias que hacen endosimbiosis de manera natural. Se trata de algunas cepas de un hongo patógeno vegetal denominando Rhizopus microsporus y la bacteria Mycetohabitans rhizoxinica que produce una toxina que protege al hongo de la depredación.

Sin embargo, introducir células bacterianas en los hongos, los cuales suelen tener paredes celulares gruesas, fue todo un desafío. Pero, después de lograr perforar la pared con la aguja, los investigadores utilizaron una bomba de bicicleta y posteriormente un compresor de aire para mantener suficiente presión con el fin de liberar, poco a poco, a las bacterias.

Cómo una bacteria se puede volver residente permanente de una célula. Video: ETH Zurich.

Afortunadamente, y después de superar la prueba de lograr perforar la pared con la aguja, y de introducir las células bacterianas, las células de los hongos continuaron viviendo de manera normal. De hecho, cuando las esporas de los hongos germinaron, las bacterias también estaban presentes en las células de la siguiente generación de hongos. Esto demostró, y es quizá lo más sorprendente, que la nueva endosimbiosis puede transmitirse sin ningún inconveniente a la descendencia, lo cual resulta un hallazgo sumamente importante.

Un hallazgo de esta magnitud significa que, en el futuro, los científicos podrán realizar endosimbiosis casi a cualquier organismo. De hecho, quizá sean capaces de crear nuevos organismos en el laboratorio que tengan la habilidad de consumir dióxido de carbono para liberar el ambiente de la contaminación y, por ende, de que siga produciéndose el cambio climático.

Además, podrían crear nuevos organismos, como hoy se crean sustancias y compuestos químicos, para mejorar otros aspectos de nuestra vida que hoy por hoy resultan inimaginables.

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Este hallazgo nos demuestra también que la creatividad humana no tiene límites y que, tarde o temprano, podría lograrse responder a interrogantes fundamentales en torno al origen de la vida en Tierra.

Nos hace reflexionar, además, en torno a cómo lo simple puede convertirse en algo complejo y de cómo la suma de las partes de un sistema, o de un organismo, no necesariamente nos ayuda a entender cada una de esas partes debido a que la complejidad aparece, justamente, más allá de la suma de esas partes.

En definitiva, aún no estamos preparados para comprender en toda su extensión la complejidad que hizo surgir la vida. Sin embargo, estamos dando, cada vez, pasos más certeros que podrían llevarnos, algún día, a conocer la verdad.