El evento que ocurre solo una vez en un eón y que creó a las plantas, ha ocurrido otra vez, justo hoy.
- Alice Meraviglia
- Jan 9
- 3 min read
Por Laura Simmons
Un evento que solo se sabe que ha ocurrido tres veces antes en la historia de la vida en la Tierra acaba de documentarse nuevamente. Una bacteria marina fue subsumida en su organismo huésped alga, coevolucionando con él durante el tiempo suficiente para que ahora pueda considerarse un orgánulo, parte de la maquinaria celular del alga. Esto significa que estas algas son los primeros eucariotas (organismos con su ADN en un núcleo unido a una membrana) conocidos por contener un orgánulo capaz de fijar nitrógeno.
"Es muy raro que surjan orgánulos de este tipo de cosas", dijo Tyler Coale, primer autor de uno de los dos artículos recientes sobre el descubrimiento, en un comunicado.
"Muy raro" podría considerarse en realidad un eufemismo. La primera vez que esto ocurrió —hasta donde sabemos— dio origen a la primera vida compleja al dar nacimiento a las mitocondrias. Desde entonces, ha ocurrido dos veces más, incluyendo hace más de mil millones de años, marcando el amanecer de la vida vegetal en la Tierra al darnos el cloroplasto.
Los cimientos para el último hallazgo se establecieron hace casi 30 años, cuando un equipo dirigido por el profesor Jonathan Zehr de UC Santa Cruz descubrió una nueva cianobacteria en el Océano Pacífico con la capacidad de fijar nitrógeno. Este es el proceso mediante el cual los microbios extraen nitrógeno libre del ambiente y lo combinan con otros elementos para formar nuevos compuestos de nitrógeno, como los fertilizantes que son esenciales para que la vida prospere.
El equipo de Zehr nombró a la bacteria UCYN-A. Mientras tanto, en Japón, la paleontóloga Kyoko Hagino estaba trabajando en cultivar un alga marina que resultaría ser su organismo huésped.
Con los años, la conexión entre los dos organismos se hizo más clara para los científicos. Pero recientemente, han llegado a la conclusión de que UCYN-A no solo está en una relación íntima con su huésped alga: ahora han coevolucionado hasta el punto donde UCYN-A es parte de la célula del alga misma, convirtiéndose en un orgánulo.
En dos nuevos artículos, equipos internacionales de investigadores exponen su evidencia.
El primero, publicado en marzo de 2024, demostró que UCYN-A y sus huéspedes, especies del alga Braarudosphaera bigelowii, tienen proporciones de tamaño similares, lo que indica que sus metabolismos están entrelazados.
"Eso es exactamente lo que sucede con los orgánulos", dijo Zehr. "Si observas las mitocondrias y el cloroplasto, es lo mismo: escalan con la célula".
El sello de aprobación llegó con el segundo artículo, que presentó evidencia de que UCYN-A importa proteínas de sus células huésped, un sello distintivo del desarrollo de orgánulos.
"Comienzan a desechar piezas de ADN, y sus genomas se vuelven cada vez más pequeños, y comienzan a depender de la célula madre para esos productos génicos —o la proteína misma— para ser transportados a la célula", explicó Zehr.
A través del análisis proteómico, Coale confirmó que muchas de las proteínas de las que UCYN-A depende para funcionar correctamente se fabrican dentro del huésped alga y se importan. Zehr lo describió como "algo así como un rompecabezas mágico que realmente encaja y funciona".
El orgánulo recién descubierto ha sido nombrado "nitroplasto". En contraste con las mitocondrias y cloroplastos más antiguos, los científicos han datado su evolución en alrededor de 100 millones de años. Ya nos está dando una ventana sobre cómo la fijación de nitrógeno impacta los ecosistemas oceánicos, y también puede tener implicaciones para la agricultura en tierra firme.
"Este sistema es una nueva perspectiva sobre la fijación de nitrógeno, y podría proporcionar pistas sobre cómo tal orgánulo podría ser diseñado en plantas de cultivo", explicó Coale.
Zehr cree que UCYN-A no es el único de su tipo ahí fuera, pero es el primero en ser encontrado. Y estamos dispuestos a apostar que ocupará a los investigadores durante los próximos 30 años y más allá.
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