Descubren una nueva forma de simbiosis

Las mitocondrias están presentes en casi todas las células eucariotas y les suministran energía. Se ha venido creyendo que solo las mitocondrias podían actuar como proveedoras de energía de las células. Ahora, un hallazgo lo desmiente.

El equipo internacional de Jana Milucka, del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Alemania, ha descubierto una singular bacteria que vive dentro de un eucariota unicelular y le proporciona energía. A diferencia de lo que hacen las mitocondrias, este endosimbionte obtiene la energía de la “respiración” del nitrato, no del oxígeno. Esta asociación es completamente nueva, tal como subraya Milucka.

En general, entre los eucariotas, las simbiosis son bastante comunes. Los eucariotas suelen ser anfitriones de otros organismos que viven en su interior, como las bacterias. Algunas de esas bacterias viven en el interior de los tejidos del anfitrión o incluso dentro de sus células. Tales bacterias le prestan al anfitrión determinados servicios, como por ejemplo de tipo defensivo o nutritivo. A cambio, el anfitrión proporciona refugio y condiciones de vida adecuadas para el simbionte. Una endosimbiosis puede llegar a tal punto que la bacteria pierda su capacidad de sobrevivir por sí misma fuera de su anfitrión.

Ese fue también el caso de la simbiosis descubierta por los autores del nuevo estudio en el lago de Zug, en Suiza.

Hasta ahora, se suponía que los eucariotas en entornos sin oxígeno sobrevivían mediante la fermentación, ya que las mitocondrias necesitan oxígeno para generar energía. El proceso de fermentación está bien documentado y se ha observado en muchos ciliados anaerobios. Sin embargo, los microorganismos no pueden obtener tanta energía de la fermentación y, por lo general, no crecen ni se dividen tan rápidamente como sus homólogos aeróbicos.

El ciliado investigado encontró una solución para esto. Engulló una bacteria con la capacidad de respirar nitrato y la integró en su célula. Los autores del estudio estiman que la asimilación tuvo lugar hace al menos entre 200 y 300 millones de años. Desde entonces, la evolución ha profundizado aún más en esta íntima asociación.

El ciliado investigado se muestra en esta imagen que combina las tomadas con fluorescencia y con microscopio electrónico de barrido. (Imagen: Max Planck Institute for Marine Microbiology, S. Ahmerkamp)

La evolución de las mitocondrias ocurrió de forma similar. Todas las mitocondrias tienen un origen común, tal como explica Milucka. Se cree que hace más de mil millones de años, cuando una arquea engulló a una bacteria, estos dos microorganismos iniciaron una simbiosis muy importante, que, entre otras cosas, marcó el origen de la célula eucariota. Con el paso del tiempo, la bacteria se integró cada vez más en la célula, reduciendo progresivamente su genoma. Se perdieron las propiedades que ya no se necesitaban y solo se conservaron las que beneficiaban al anfitrión. Finalmente, las mitocondrias evolucionaron hasta el estadio con el que las conocemos hoy. Su genoma propio es diminuto y existen como orgánulos en los eucariotas. En el cuerpo humano, por ejemplo, están presentes en casi todas las células y las abastecen de energía.

El endosimbionte investigado por el equipo de Milucka es capaz de realizar muchas funciones mitocondriales, aunque no comparta un origen evolutivo común con las mitocondrias. "Es tentador imaginar que el simbionte podría seguir el mismo camino que las mitocondrias y acabar convirtiéndose en un orgánulo", plantea Milucka.

El estudio, titulado “Anaerobic endosymbiont generates energy for ciliate host by denitrification”, se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)