Hace aproximadamente mil millones de años, se produjo un evento trascendental que transformaría nuestro planeta para siempre. No fue la primera vez que un fenómeno de esta magnitud se manifestaba; de hecho, cuando un evento similar ocurrió millones de años antes, se abrió la puerta hacia la evolución de formas de vida complejas en la Tierra. Esta vez, sin embargo, la protagonista era la vida vegetal.
Todo esto se originó porque una célula logró engullir a otra.
1+1 = 1. Un equipo de investigadores está intentando recrear en un laboratorio las condiciones que llevaron a la aparición de los organismos unicelulares de los que surgieron todas las plantas actuales y pasadas. Este proyecto, titulado 1+1 = 1, tiene un objetivo que va mucho más allá del simple estudio de la evolución de estos organismos, ya que podría permitir el desarrollo de nuevas herramientas que sean útiles tanto en el ámbito de la biotecnología como en la medicina.
Un primer cambio radical. Para entender mejor el experimento, es esencial volver a esos dos momentos significativos en la historia evolutiva de la vida en la Tierra. El primer evento que marcó un cambio radical ocurrió hace unos 2,000 millones de años, aunque las estimaciones varían. Este cambio se produjo cuando una célula simple, de tipo procariota, logró engullir a otra, convirtiéndola en parte de su propio organismo, o más específicamente, en un orgánulo.
La célula engullida contaba con la capacidad de generar energía a partir de compuestos químicos, lo cual se transformó en una herramienta crucial para la célula anfitriona, que así pudo establecer su propio centro energético, que más tarde se conocería como mitocondrias. La existencia de tal fuente de energía propició que esta célula evolucionara, desarrollara un núcleo independiente y eventualmente condujera a la aparición de formas de vida más complejas.
Segundo acto. Alrededor de mil millones de años después de la aparición de las primeras células eucariotas, la historia se repitió: una célula volvió a tragarse a otra, generando un nuevo orgánulo dentro de la célula anfitriona. En esta ocasión, la célula absorbida fue una cianobacteria, un microorganismo que tenía la capacidad de realizar la fotosíntesis.
Al integrarse en una célula eucariota, estas cianobacterias se transformaron en cloroplastos, lo que permitió a la célula anfitriona beneficiarse de la fotosíntesis. Este cambio fue fundamental para el surgimiento de un nuevo reino biológico, el de las plantas.
De la simbiosis a la unión total. El proceso de integración celular fue gradual: las primeras células individuales desarrollaron relaciones simbióticas. Esta relación, a lo largo de muchos años (posiblemente millones), fue evolucionando hacia una integración total. Replicar el proceso de principio a fin en el laboratorio puede no ser una tarea sencilla, por lo que el enfoque se centra en los primeros pasos, creando una «simbiosis sintética» que nos permite investigar cómo surgieron las células complejas.
El equipo investigador detrás de este proyecto desea observar el proceso de cerca, replicando esta relación sintética entre dos organismos en condiciones controladas. Los microorganismos seleccionados son una bacteria llamada Burstar Paramecium y una alga unicelular conocida como Chlorella vulgaris. La relación que buscan replicar es una simbiosis natural, donde la bacteria actúa como hospedadora de las algas.
Nuevas herramientas. Para realizar el experimento, el equipo ha recurrido a microchips diseñados específicamente para este propósito, lo que les permite estudiar las células manteniendo un estricto control sobre la luz, la temperatura y la disponibilidad de nutrientes para dichas células. Para «estresar» la simbiosis, el equipo ha sometido a las bacterias a ciertas condiciones adversas y ha observado sus interacciones con el organismo involucrado.
Se pueden consultar los detalles metodológicos en un artículo publicado en la revista Laboratorio en un chip.
Más común de lo que parece. Aunque solo tenemos evidencia de dos ocasiones en las que estas simbiosis avanzadas cambiaron el curso de la vida, las relaciones entre organismos unicelulares que conducen a la endosimbiosis no son fenómenos aislados. En años recientes, se han descubierto casos similares en la naturaleza, como el de las algas Braarudoshaera bigelowii, que ha sido capaz de absorber una cianobacteria recientemente identificada, conocida como Ucyn-A.
En | Luca, este fue el microorganismo ancestral del cual surgieron todos los seres vivos actuales.
Imagen | Witting et al. (2025), Forschungszentrum Jülich / Degleex ganzorig
