08 La Teoría Endosimbiótica

La Teoría Endosimbiótica
El hombre desde tuvo la capacidad de pesar y de razonar, se empezó a preguntar ¿Qué es vida? ¿Cómo se
origino es ser humano? ¿Por quién fuimos creados?; siendo esto lo que le motivo a buscar soluciones a
sus interrogantes, lo intento solucionarlo mediante diversas explicaciones como: religiosas, mitológicas y
científicas, a partir de estas últimas han surgido diversas teorías y otras han sido descartadas.
Diversas teorías tratan de explicar el origen de la vida a través de diversas hipótesis sobre la aparición del
hombre en la tierra, como que fuimos creados por un Dios (origen divino), que los seres vivos se han formado
en la tierra pero en diferentes condiciones que las actuales, o que venimos de otros planetas, ente otros.
CREACIONISMO. Una de las primeras teorías que trato de explicar el origen de la vida fue el creacionismo
(fabismo). Esta considera que fuimos creadas por un Dios a su imagen y semejanza, que somos seres
inmutables que no hemos evolucionado a través del tiempo. Debido a que dicha teoría no se puede demostrar
científicamente, no cuenta con el respaldo de la ciencia.
GENERACIÓN ESPONTÁNEA. Es una teoría antigua que perduro por muchos siglos y que fue apoyada por
reconocidos filósofos como es Aristóteles. Esta teoría se fundamenta en que la vida (animal y vegetal) se
origino a partir de la materia inerte (el barro, el agua, ropa sucia). Aristóteles propuso el origen espontáneo
para gusanos, insectos, y peces a partir de sustancias como él roció, el sudor y la humedad. Según él, este
proceso era el resultado de interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no
tenía. A esta fuerza la llamo ENTELEQUIA.
La idea de la generación espontánea de los seres vivos, perduro durante mucho tiempo. En 1667, Johann B,
van Helmont, medico holandés, propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones: "las
criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen
de nuestras entrañas y excrementos.
Algunos científicos no estaban conformes con esas explicaciones y comenzaron a someter a la
experimentación todas esas ideas y teorías. Francisco Redi, médico italiano, hizo los primeros experimentos
para demostrar la falsedad de la generación espontánea.
PANSPERMIA (semilla en todas partes) fue introducida en el siglo XIX por Svant August Arrhenius. Según
esta, la vida llego a la Tierra en forma de esporas y bacterias provenientes del espacio exterior que, a u vez,
se desprendieron de un planeta en la que existían. Dos argumentos se opone a esta teoría que son: El
conocimiento de que las condiciones del medio interestelar son poco favorables para la supervivencia de
cualquier forma de vida. Además, se sabe que cuando un meteorito entra en la atmósfera, se produce una
fricción que causa calor y combustión destruyendo cualquier espora o bacteria que viaje en ellos. Y tampoco
soluciona el problema del origen de la vida
ORIGEN QUÍMICO. La teoría más aceptada es la del origen químico el ruso A. Oparin y el inglés Haldane
en 1923. Siendo Oparin el primero en proponer su hipótesis que la vida se había formado en la Tierra
primitiva, en unas condiciones que no encontramos en la actualidad. La atmósfera primitiva contenía vapor de
agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y otros compuestos, los cuales estaban
sometidos al calor desprendido de los volcanes y a la radiación ultravioleta proveniente del sol. Otra
característica de esta atmósfera es que carecía de oxigeno libre necesario para la respiración. También había
gran cantidad de rayos cósmicos provenientes del espacio exterior, así como actividad eléctrica y radiactiva,
que eran grandes fuentes de energía. Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vapor de agua se condeno
y se precipito sobre el planeta en forma de lluvias torrenciales, que al acumularse dieron origen al océano
primitivo, cuyas características definieran al actual.
El experimento de Miller en la década del 50, que bajo la dirección de Urey, este simuló en un balón de
vidrio la atmósfera primitiva con la mezcla de gases y la sometió a descargas eléctricas, con lo que comprobó
presencia de compuestos orgánicos. Después de hacerse formado las condiciones propicias para la vida se
prosiguio a la formación de coacervados, pero ¿que eran los coacervados?, eran gotitas de unas gotitas
formadas por diferentes polímeros en soluciones acuosas. Estos polímeros estarían formados por
combinaciones de proteínas, azucares, lípidos y ácidos nucleídos. Conforme se iban formando estas
sustancias, se fueron acumulando en los mares, y al unirse constituyeron sistemas microscópicos esferoides
delimitados por una membrana, que en su interior tenían agua y sustancias disueltas.
Oparin demostró que en el interior de un coacervado ocurren reacciones químicas que dan lugar a la
formación de sistemas y que cada vez adquieren mayor complejidad. Las propiedades y características do los
coacervados hacen suponer que los primeros sistemas precelulares se les parecían mucho.
Los sistemas precelulares similares a los coacervados sostienen un intercambio de materia y energía en el
medio que los rodea. Este tipo de funciones también las realizan las células actuales a través de las
membranas celulares. Debido a que esos sistemas precelulares tenían intercambio con su medio, cada vez se
iban haciendo más complejos, hasta la aparición de los seres vivos.
Esos sistemas o macromoléculas, a los que Oparin llamó PROTOBIONTES, estaban expuestos a las
condiciones a veces adversas del medio, por lo que no todos permanecieron en la Tierra primitiva, pues las
diferencias existentes entre cada sistema permitían que solo los más resistentes subsistieran, mientras
aquellos que no lo lograban se disolvían en el mar primitivo, el cual ha sido también llamado SOPA
PRIMITIVA. Después, cuando los protobiontes evolucionaron, dieron lugar a lo que Oparin llamo
EUBIONTES, que ya eran células y, por lo tanto, tenían vida. Según la teoría de Oparin – Haldane, así
surgieron los primeros seres vivos.
Estos primeros seres vivos eran muy sencillos, pero muy desarrollados para su época, pues tenían capacidad
para crecer al tomar sustancias del medio, y cuando llegaban a cierto tamaño se fragmentaban en otros más
pequeños, a los que podemos llamar descendientes, estos conservaban muchas características de sus
progenitores.
Estos descendientes iban, a su vez, creciendo y posteriormente también se fragmentaban; de esta manera
inicio el largo proceso de evolución de las formas de vida en nuestro planeta
TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
Lynn Margulis, bióloga americana del evolucionismo
Lynn Margulis una destacada bióloga estadounidense,
considerada una de las principales figuras del evolucionismo
numerosos trabajos en el campo del evolucionismo destaca,
por describir un importante hito en la evolución, su teoría
sobre
la
aparición
de
las
células
eucariotas
como
consecuencia de la incorporación simbiótica de diversas
células
procariotas
(endosimbiosis
seriada).
Se
dice
endosimbiosis a la asociación en la cual un organismo habita
en el interior del otro.
Teoría Endosimbiótica
La mayoría de las teorías científicas pasan por una penosa historia de rechazos hasta que se aceptan por la
comunidad. La Teoría de la Endosimbiosis Serial (SET) no fue una excepción. Pero Margulis no sólo se
dedica a generar conocimiento científico sino que también realiza una importante tarea de divulgación.
Lynn Margulis, atraída por el mundo bacteriano en donde sólo era importante en su faceta médica. Así intuye
por primera vez su teoría, que se publicó, tras quince rechazos, en 1966 en el Journal of Theoretical Biology
(firmando como Lynn Sagan). Siguió, no obstante, documentándose hasta la publicación, también tras algún
rechazo, de un libro. Y en la actualidad, avalada ya por modernas técnicas de Biología Molecular, se enseña
en todos los libros de texto.
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
Antes de esta publicación se creía que el origen de la célula eucariota era producto de un cambio gradual en
la disposición, comportamiento y naturaleza de las membranas celulares.
Sin embargo, debido a la escasa información que había en aquel entonces que sostuviera tal modelo. Pero
Lynn Margulis no estaba de acuerdo, inspirada en las ideas del biólogo ruso Konstantin Mereschkowski, de
inicios del siglo XX, propuso un modelo alternativo y muy heterodoxo en aquel entonces.
Lo suficientemente radical como para que tuviera bastante dificultades a la hora de ser publicado. Pero no se
escudó en vaticinios o en promesas de futuro. Sino que se dedicó a formular críticas contra varios modelos
prevalecientes de la Biología de aquel entonces, al mismo tiempo que formulaba un nuevo modelo, que a su
vez también amparaba con pruebas verificables y contrastables fácilmente
<!--[if !supportLineBreakNewLine]-->
<!--[endif]-->
Básicamente lo que la Teoría de la Endosimbiosis Serial (SET) nos viene a decir es que las modernas
células eucarióticas descienden de células a las que se fusionaron bacterias por simbiosis sucesivas,
dotándolas de funciones nuevas y provechosas. Con la evolución, esa simbiosis se convirtió en una
integración de un organismo en otro y es así como ahora nuestras células poseen mitocondrias (que nos
proveen de energía mediante la respiración celular) y las células vegetales poseen cloroplastos (que permiten
la realización del proceso, esencial para la vida, de la fotosíntesis).
Lynn Margulis proponía un modelo radical. Como era de esperar, recibió críticas de todas partes, pero ella no
pidió que no se la criticara, sino que soportó todas las críticas.
Finalmente, tras su primera publicación, Lynn Margulis ha seguido trabajando y publicando artículos científicos
continuamente, a favor de su modelo, aportando más pruebas y datos, siempre, siempre, dentro y bajo los
criterios de la comunidad científica; por muchas críticas y muchos detractores que hubiese tenido.
Y si ahora el modelo de Margulis es aceptado por la mayor parte de la comunidad científica, fue por un lado
gracias a las pruebas sobre las que se sustentaba. Y por el otro, gracias a las pruebas que fueron
apareciendo después. Todo ello fomentado e impulsado por la crítica y el debate.
¿En qué se sustenta la teoría Endosimbiótica?
Esta teoría se sustenta en que las células eucariotas iniciaron su evolución en forma de organismos primitivos
sin mitocondrias ni cloroplastos. Posteriormente, establecieron una relación endosimbiótica con bacterias que
consistía en lo siguiente: las bacterias recibían protección y alimento mientras que ellas eran capaces de
aportar moléculas de ATP y moléculas con poder reductor obtenidas por su sistema de fosforilación, que
luego de sucesivas divisiones dio origen a la célula eucarionte.
Teoría Endosimbiótica
Al observar a la mitocondria y cloroplasto, presentan grandes similitudes, tanto en forma como en tamaño, con
determinadas bacterias. Tanto es así, que parece probable que estos orgánulos celulares fueran en otro
tiempo organismos procariotas de vida libre que se instalaron en el interior de las primitivas células eucariotas,
estableciendo con ellas una relación de simbiosis.
Así, de cloroplastos y mitocondrias la célula obtiene energía y, además, de los cloroplastos materia orgánica;
por otra parte, los cloroplastos y mitocondrias se beneficiarían del metabolismo celular y de las sustancias
producidas por la célula.
Margulis: los cloroplastos (abajo) evolucionaron
a partir de las cianobacterias (arriba)
Para apoyar esta hipótesis endosimbiótica que explica el origen de las mitocondrias y los cloroplastos a
partir de bacterias, se han aportado numerosos datos:
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->En la matriz de las mitocondrias y el estroma de los cloroplastos, hay
moléculas de ADN exclusivas de ellos; este ADN no está asociado a histonas y presenta una estructura
similar al de las bacterias.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->En el compartimento principal de estos orgánulos también hay ribosomas,
diferentes a los del citosol y muy similares a los de la bacteria E. coli, tanto en su estructura como en su
sensibilidad a determinados antibióticos.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Cuando este ADN se replica, transcribe y realiza la síntesis proteica, todos
los procesos se parecen más a los que realiza un procariota que a los de los eucariotas.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->La propia génesis de estos orgánulos aporta un nuevo dato. Dentro de las
células, existen diversos mecanismos para generar nuevos orgánulos que compensen la continua
degradación de los existentes o que cubran nuevas necesidades tras el crecimiento o la división celular. Las
mitocondrias y los cloroplastos surgen a través de una peculiar forma de biogénesis: tienen la posibilidad de
dividirse en dos y de crecer hasta alcanzar un determinado tamaño, de manera que se generan de la misma
forma en que se reproducen los seres unicelulares, es decir, por bipartición.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Estos orgánulos poseen una doble membrana, siendo la más externa igual a
la de la membrana plasmática y la más interna similar a la de las células procariotas. Esto hecho se ha
interpretado del siguiente modo: cuando la célula hospedadora fagocitó a la bacteria procariota, la rodeo con
parte de su membrana plasmática que contituyó desde ese momento la membrana externa del nuevo
orgánulo.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->En mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan
en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias. Por otro lado, los tilacoides que encontramos en
cloroplastos son similares a unos sistemas elaborados de endomembranas presentes en cianobacterias
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->En general, la síntesis proteica en mitocondrias y cloroplastos es autónoma.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->En mitocondrias y cloroplastos encontramos ribosomas 70s, característicos
de procariotas, mientras que en el resto de la célula eucariota los ribosomas son 80s.
Puesto que las mitocondrias de animales y plantas son muy similares, se supone que este proceso que
condujo al desarrollo de las mitocondrias se produjo en las primeras etapas de la evolución de la célula
eucariótica, antes de que se diferenciaran los animales y las plantas.
Probablemente, los cloroplastos surgieron más tarde, gracias a otro proceso similar (tal vez por endocitosis de
una cianobacteria), originándose la primera célula vegetal.
Pruebas en contra de la teoría
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Las mitocondrias y los plastos contienen intrones, una característica
exclusiva del ADN eucariótico. Por tanto debe de haber ocurrido algún tipo de transferencia entre el ADN
nuclear y el ADN mitocondrial/cloroplástico.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Ni las mitocondrias ni los plastos pueden sobrevivir fuera de la célula. Sin
embargo, este hecho se puede justificar por el gran número de años que han transcurrido: los genes y los
sistemas que ya no eran necesarios fueron suprimidos; parte del ADN de los orgánulos fue transferido al
genoma del anfitrión, permitiendo además que la célula hospedadora regule la actividad mitocondrial.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->La célula tampoco puede sobrevivir sin sus orgánulos: esto se debe a que a
lo largo de la evolución gracias a la mayor energía y carbono orgánico disponible, las células han desarrollado
metabolismos que no podrían sustentarse solamente con las formas anteriores de síntesis y asimilación.
CONCLUSIONES
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Básicamente lo que la Teoría de la Endosimbiosis Serial (SET) nos viene a
decir es que las modernas células eucarióticas descienden de células a las que se fusionaron bacterias por
simbiosis sucesivas, dotándolas de funciones nuevas y provechosas. Con la evolución, esa simbiosis se
convirtió en una integración de un organismo en otro y es así como ahora nuestras células poseen
mitocondrias (que nos proveen de energía mediante la respiración celular) y las células vegetales poseen
cloroplastos (que permiten la realización del proceso, esencial para la vida, de la fotosíntesis
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Lynn Margulis proponía un modelo radical. Como era de esperar, recibió
críticas de todas partes, pero ella no pidió que no se la criticara, sino que soportó todas las críticas, las
blandas y las duras, las destructivas y las constructivas, las razonadas y las demoledoras.
<!--[if !supportLists]-->ü <!--[endif]-->Existen afirmaciones a favor y en contra de la endosimbiosis, entre las cuales
prevalecen las que están a favor en número y sustento.
BIBLIOGRAFÍA
<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->MARGULIS, L. El Origen de la Célula. Editorial Reverté, S.A. Barcelona
(1986).
<!--[if !supportLists]-->- <!--[endif]-->LAVERDE, L (Las Mitocondrias, ¿Bacterias en nuestras células? 10p.,
Presentada a la Universidad Javeriana de Colombia
Elaborado por:
- Arista, Heydi, Cieza, Jesús & Díaz, Diana.
Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres
Chiclayo - Perú