¿Qué es la endosimbiosis y cómo explica el origen de las células eucariotas?

En este artículo se examina el concepto biológico de la endosimbiosis, la teoría científica detrás del origen de las células eucariotas impulsada por Lynn Margulis y las principales evidencias moleculares y estructurales que respaldan este proceso evolutivo.

¿En qué consiste exactamente el proceso de endosimbiosis?

La endosimbiosis se define como una asociación biológica en la cual un organismo reside de manera permanente en el interior del cuerpo o de las células de otro organismo hospedador. Etimológicamente, este término puede aplicarse a cualquier interacción simbiótica donde el simbionte habite internamente, como ocurre con ciertas bacterias que integran la microbiota intestinal de los animales. No obstante, en el ámbito de la biología evolutiva, el concepto adquiere una relevancia fundamental al describir el mecanismo mediante el cual las células procariotas primitivas incorporaron a otros microorganismos para dar origen, de forma paulatina, a los orgánulos complejos característicos de las células eucariotas.

¿Quién propuso la teoría del origen endosimbiótico y cómo se desarrolló?

La teoría del origen endosimbiótico de los eucariotas fue planteada inicialmente a finales del siglo XIX y recibió un impulso definitivo en 1967 gracias a la científica estadounidense Lynn Margulis, quien propuso la teoría de la endosimbiosis seriada. Esta hipótesis postula que las células eucariotas surgieron a través de una serie de incorporaciones simbióticas sucesivas de diversas bacterias con capacidades metabólicas diferenciadas. La evidencia fósil indica que los primeros eucariontes aparecieron hace aproximadamente 2100 millones de años, representados en registros fósiles como la biota francevillense. Mediante este proceso, el hospedador y el organismo incorporado establecieron una relación de beneficio mutuo, donde el hospedador obtenía productos metabólicos útiles y el simbionte recibía protección.

¿Qué evidencias científicas respaldan la teoría endosimbiótica?

Existen múltiples pruebas de carácter bioquímico y citológico que respaldan la teoría de la endosimbiosis. Entre las evidencias más destacadas se encuentra el hecho de que las mitocondrias poseen su propio material genético (ADN), el cual difiere sustancialmente del ADN nuclear de la célula hospedadora. Asimismo, las enzimas localizadas en las membranas mitocondriales comparten similitudes directas con aquellas presentes en las membranas de las bacterias actuales. Las mitocondrias se multiplican de manera autónoma mediante un proceso de división interno análogo a la fisión bacteriana. Además, los ribosomas mitocondriales exhiben características estructurales y funcionales mucho más emparentadas con los ribosomas procariotas que con los encontrados en el citoplasma eucariota.

¿Cuál fue el orden evolutivo en la adquisición de orgánulos celulares?

De acuerdo con la cronología evolutiva propuesta por la teoría, las mitocondrias fueron los primeros orgánulos en incorporarse y evolucionar dentro del linaje eucariota, dado que no todas las células eucariotas poseen cloroplastos. Posteriormente, a través de un evento de endosimbiosis secundaria o en serie, un linaje de células eucariotas ancestrales incorporó a una cianobacteria fotosintética. Este segundo evento permitió el surgimiento de los plastos o plástidos, dando origen a las primeras líneas evolutivas de algas rojas y algas verdes. Las investigaciones señalan que algunos plastos actuales conservan múltiples membranas debido a eventos de fagocitosis repetidos a lo largo del tiempo geológico.

¿Qué ejemplos de organismos endosimbióticos existen en la naturaleza actual?

La relación endosimbiótica no es un fenómeno exclusivo del pasado evolutivo, sino que se observa en numerosos ecosistemas contemporáneos. Un ejemplo clásico es la asociación entre algas fotosintéticas verdes del género Chlorella y las células del protista ciliado Paramecium viride. De igual modo, los dinoflagelados conocidos como zooxantelas habitan en el interior celular de diversos cnidarios, tales como medusas y una gran variedad de corales marinos. En el mundo de los insectos, los endosimbiontes bacterianos se dividen en primarios obligados —los cuales mantienen una relación tan estrecha e indispensable que datan de millones de años y permiten la supervivencia del huésped— y secundarios, que establecen asociaciones de origen más reciente y menos restrictivo.

Sources & Further Reading

• Starr, M. P. (1975). A generalized scheme for classifying organismic associations. Symposia of the Society for Experimental Biology, 29, 1-20.
• Cotton, D. W. (1993). Intimate relations: the serial endosymbiotic theory of the origin of eukaryotes. Journal of Pathology, 169(2), 189-190.
• Douglas, A. E. (1998). Nutritional interactions in insect-microbial symbioses: Aphids and their symbiotic bacteria Buchnera. Annual Review of Entomology, 43, 17-38.
• Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2010). Biología. 7ª Edición. Editorial Panamericana, Madrid.
• Sadava, D., Heller, C., & Orians, G. (2009). Vida: La ciencia de la Biología. 8ª Edición. Editorial Panamericana, Buenos Aires.
• Curtis, H., Barnes, S., Schnek, A., & Massarini, A. (2011). Curtis Biología. 7ª Edición. Editorial Médica Panamericana, Madrid.