Los organismos pluricelulares son todos aquellos que, por
definición, están constituidos por más de una célula, en contraposición a los
organismos unicelulares, que son aquellos constituidos por una única célula,
como por ejemplo, la mayoría de las bacterias.
Pero, ¿cómo surgieron estos organismos pluricelulares? Parece
claro que los orígenes de la vida comenzaron con formas unicelulares, como es
lógico pensar desde el punto de vista de la complejidad que implica un ser
pluricelular. De hecho, en el registro fósil las primeras formas de vida
pluricelulares aparecen hace entre 3.000 y 3.500 millones de años, siendo éstas
un tipo de cianobacterias filamentosas procariotas. Los primeros signos de
diferenciación celular surgen hace unos 2.000 millones de años, y hace
aproximadamente 1.000 millones de años es cuando surgen los primeros organismos
pluricelulares eucariotas.
También cabe destacar que la aparición de estos organismos
pluricelulares a partir de organismos unicelulares se ha producido en diversas
ocasiones a lo largo de la historia de forma independiente.
Si bien es de hace más de 10 años (1998), el artículo en
cuestión propone como un posible origen evolutivo de los organismos
pluricelulares un fenómeno denominado fagotrofia. Esta palabra no debe asustar
porque no es más que el mecanismo utilizado por un organismo para la obtención
de nutrientes mediante la ingestión de una presa completa. En contraposición,
tenemos a la osmotrofia, mediante la cual los organismos obtienen los
nutrientes por absorción osmótica de las sustancias disueltas en el medio.
Pues bien, el razonamiento seguido por estos científicos (y
otros antes que ellos) es el siguiente: los organismos unicelulares del
Precámbrico se fueron diversificando y expandiendo hasta un punto en el que los
recursos comenzaron a escasear. En este ambiente donde todos los organismos
eran osmótrofos, la presión de selección a la que se veían sometidos se
relacionaba principalmente con la eficiencia a la hora de obtener nutrientes
del medio (como incrementar la relación superficie-volumen, aumentar la
movilidad, etc.). Pero la escasez de recursos pudo dar lugar a la aparición de
organismos fagótrofos, capaces de fagocitar células enteras, con lo que las
reglas del juego cambiaban drásticamente. En esta tesitura, los organismos
osmótrofos se veían sometidos a una nueva presión selectiva, la cual pudo dar
lugar a la asociación de grupos de células que impedían la fagocitosis por
parte de los fagótrofos, apareciendo de este modo los primeros rudimentos de
organismos pluricelulares. En este nuevo contexto, los depredadores
(fagótrofos) y las posibles presas (osmótrofos) evolucionaron conjuntamente,
refinando en cada caso los mecanismos implicados en el proceso de “comer” o de
“evitar se comido”.
Con el fin de aportar sustento experimental a toda esta
hipótesis, los autores del artículo en cuestión diseñaron un experimento
utilizando un alga verde eucariota unicelular denominada Chlorella vulgaris y
un protozoo flagelado fagótrofo denominado Ochromonas vallescia. El alga C.
vulgaris, tal y como explican en el artículo, es unicelular y se ha mantenido
como tal a lo largo de miles de generaciones en el laboratorio donde se llevó a
cabo el experimento, sin observarse en ningún momento un comportamiento
gregario de dichas células. El protozoo O. vallescia también es unicelular y
actúa como predador del alga, fagocitando células enteras como fagótrofo que
es.
De este modo, se procedió a cultivar Chlorella (presa) en
presencia del Ochromonas (predador). En menos de 100 generaciones de la presa
se pudo observar que en el cultivo predominaba una forma pluricelular del alga.
De hecho, analizando el proceso en detalle, se pudo comprobar que inicialmente,
después de unas pocas generaciones tras la introducción del predador, las
células de Chlorella se asociaban en agrupaciones de entre decenas y cientos de
células. Sin embargo, después de unas 10-20 generaciones, comenzaban a
predominar aquellas agrupaciones o colonias constituidas por 8 células de
Chlorella, las cuales se mantenían de forma indefinida en el cultivo. Parecía
por tanto, que estas colonias de 8 células lograban una situación de compromiso
en la cual eran prácticamente inmunes al predador Ochromonas y a su vez,
presentaban un tamaño lo suficientemente pequeño como para que cada una de las
8 células de la colonia tuviera un acceso directo a los nutrientes del medio de
cultivo.
Con este elegante experimento quedaba demostrado, por tanto,
que el paso evolutivo de organismos unicelulares a pluricelulares por medio de
la fagotrofia era empíricamente posible (si bien pudo ser de otros modos), lo
que apoyaba la hipótesis inicialmente expuesta.
El proceso de asociación celular en colonias pluricelulares
ha sido otro mecanismo que ha actuado como motor de la evolución, confiriendo
ventajas adaptativas que excedían las posibilidades genéticas de los organismos
implicados. Además, dicho proceso se fue refinando hasta dar el paso que dio
lugar a la diferenciación celular.
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