Cómo surgieron las células eucariotas

Ejemplos de eucariotas

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Con el descubrimiento de que hay dos tipos principales de células vivas (procariotas y eucariotas) se produjo una revolución en la forma de clasificar los seres vivos. Aunque (como suele ocurrir) los biólogos no se ponen de acuerdo en una clasificación única, a mí me parece muy razonable la siguiente:

1. Imperio procariota (bacterias). ADN libre en el protoplasma.
1. Reino eubacterias (bacterias verdaderas). Utilizan lípidos acil-estéricos.
2. Reino arqueobacterias (arqueas). Utilizan lípidos isoprenoidal-etéricos. Incluyen las sulfobacterias, metanobacterias y halobacterias.
2. Imperio eucariota (células con núcleo). ADN contenido en el núcleo. Tienen citoesqueleto.
1. Reino arqueozoos (eucariotas primitivos). No tienen orgánulos.
2. Reino protozoos (eucariotas avanzados unicelulares). Tienen orgánulos simbióticos.
3. Reino de los hongos.
4. Reino de  los metafitos (plantas).
5. Reino de los metazoos (animales).

Los tres últimos reinos eucariotas son los seres pluricelulares, que proceden de los protozoos.

Los arqueozoos (eucariotas primitivos) son muy próximos a las arqueobacterias, por lo que parece probable que desciendan de ellas por adquisición de un núcleo. Recientemente se ha identificado un posible candidato al título de la arqueobacteria más próxima a nosotros, descubierto en el fondo del océano Ártico y bautizado con el nombre de lokiarquea.

Lynn Margulis

Pero el misterio más sorprendente de los eucariotas es el origen de los orgánulos celulares (mitocondrias, peroxisomas y cloroplastos). A partir de 1967, Lynn Margulis fue la primera en proponer que esto ocurrió por endosimbiosis seriada. Veamos cómo.

Los orgánulos celulares pertenecen a tres tipos principales. Todos ellos contienen su propio ADN en su interior, a veces con sorprendentes diferencias en el código genético.

·         Mitocondrias: llevan a cabo la respiración celular, que aprovecha oxígeno para obtener energía.

·         Peroxisomas: contienen peroxidasas y ayudan a la digestión de los ácidos grasos.

·         Cloroplastos: realizan la función clorofílica.

La endosimbiosis seriada consistiría en que los arqueozoos primitivos habrían adquirido orgánulos por simbiosis. Primero las mitocondrias (bacterias capaces de respirar oxígeno); después los peroxisomas (bacterias gram-positivas capaces de generar peroxidasas; finalmente (después de la separación de las estirpes que dieron lugar a los hongos y los animales) algunos protozoos adquirirían los cloroplastos (que originalmente eran cianobacterias autótrofas). De ese grupo surgieron posteriormente las plantas.

El misterio consiste en explicar cómo pudo llevarse a cabo la simbiosis. Obviamente, el arqueozoo primitivo se tragó una bacteria capaz de respirar oxígeno con intención de digerirla. ¿Por qué no lo hizo? ¿Por qué la bacteria se acostumbró a vivir y reproducirse dentro de la membrana del arqueozoo y a compartir con él los resultados del proceso respiratorio, que generan mucha más energía que los procesos anaerobios? ¿De qué manera se produjo la sincronización de la reproducción, de manera que cuando la célula eucariota se divide, los orgánulos celulares también se dividen y se reparten entre las dos células hijas? ¿Por qué y cómo se transmitió al núcleo de la célula eucariota parte de la información contenida originalmente en los orgánulos? Por ahora, nadie lo sabe.

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Manuel Alfonseca