Evolución en acción. El caso de las babosas fotosintéticas

Chicos un interesante caso de evolución. Resumen en su cuaderno. También del otro post que esta abajo sobre el Cempasúchil

Evolución en acción. El caso de las babosas fotosintéticas

Andrés Romanowski

Tomado de: http://unq.publicadigital.com.ar/advf/documentos/4fe9cb61643b4.pdf#page=52 con fines de divulgación

INTRODUCCIÓN

Simbiosis es un término generalmente aplicado a la cohabitación de dos organismos, mientras que la endosimbiosis se refiere al hecho de que un organismo viva dentro de otro y pueda ser tanto intra como extracelular.

La simbiosis se refiere a asociaciones fisiológicas, temporales o topológicas con destinos ambientales determinados. La simbiogénesis es, por otro lado, un tipo de innovación evolutiva que describe la aparición de un nuevo tejido, órgano, fisiología u otra característica nueva derivada de la asociación simbiótica.

De hecho, las células de todos los grandes organismos son producto de la simbiogénesis.

Al comienzo de toda asociación simbiótica, el organismo de vida libre está contenido por una membrana propia y contiene su propio ADN, ARN, etc. Por ejemplo, los organismos de vida libre (bacterias púrpuras y cianobacterias) que pasaron a formar organelos (mitocondrias y cloroplastos) deben entonces haber empezado su historia de esta manera. Una adquisición de este tipo contrasta fuertemente con las asociaciones cíclicas, que requieren que cada generación vuelva a adquirir simbiontes. En tanto, en el caso de las mitocondrias y los cloroplastos, las organelos pierden su habilidad de vivir fuera de las células, las cuales se vuelven igualmente dependientes de las funciones de aquellas.

Las dos grandes clases de organelos eucariotas: cloroplastos (fotosíntesis) y mitocondrias (respiración aeróbica) comenzaron como eubacterias. Este hecho, ahora indiscutible, ha sido verificado por secuencias de proteínas y ácidos nucleicos y los tipos de eubacterias involucrados han sido identificados. En el caso de la mitocondria, el ancestro correspondía al grupo á de proteobacterias y, en el caso de los cloroplastos, se trató de algunos tipos de cianobacterias, como Synechococcus. Casi todos los eucariotas poseen una o ambas clases de organelos, que son vestigios de antiguas simbiosis permanentes.

En las asociaciones cíclicas, cada miembro atraviesa distintas etapas: reconocimiento de la pareja simbiótica, asociación física, fusión física y mantenimiento precario del estado integrado. La naturaleza transitoria del estado integrado hace que este tipo de asociaciones sean extremadamente sensibles a las condiciones ambientales. Es por ello que los cambios en el medio ambiente pueden provocar la disociación de la simbiosis. En tal caso, los miembros de la simbiosis continúan su ciclo de vida en forma libre. Sin embargo, en etapas posteriores, los individuos pueden volver a integrar una nueva asociación.

Existen muchos ejemplos para este tipo de asociaciones, que fueron descriptas en su mayor parte en estudios botánicos. Las otras asociaciones cíclicas bien conocidas son aquellas que suceden entre animales marinos y su contraparte fotosintética (Tabla 1).

Existe un tipo de asociación muy interesante, el cual entra dentro de los límites de la definición de simbiosis cíclica. Este se da entre babosas marinas del género Elysia y los cloroplastos de algas del género Vaucheria. En este caso, y de ahí lo llamativo, la asociación es entre un organismo eucariota multicelular del reino animal y una organelo de un organismo multicelular de otro reino.

EL GÉNERO Elysia

Muchas de las simbiosis que ocurren entre animales y algas son asociaciones en las cuales el alga reside fuera de las células del animal o dentro de una vacuola. Este no es el caso para algunas babosas de mar del género Elysia, las cuales establecen una relación “simbiótica” intracelular con cloroplastos que extraen de las células de las especies de algas que ingieren y, sorprendentemente, pueden realizar fotosíntesis.

Las babosas juveniles se alimentan particularmente de los filamentos de algas sifonáceas y cromofíticas e incorporan fagocíticamente los cloroplastos intactos en el citoplasma de células epiteliales especializadas que tapizan los túbulos del sistema digestivo.

Durante este proceso, el retículo endoplásmico del cloroplasto (una característica de los cloroplastos cromofíticos) desaparece, dejando plástidos con su membrana externa en contacto directo con el citoplasma animal. Estos plástidos continúan funcionales desde días hasta meses, según la especie de babosa.

La asociación más duradera se da en Elysia chlorotica, que obtiene sus cloroplastos del alga cromofítica Vaucheria litorea, y puede llegar a durar hasta nueve meses. Si tomamos en cuenta que estas babosas viven entre ocho y diez meses, ya sea en condiciones naturales o artificiales, esto resulta sorprendente. Y no sólo son capaces de mantener los cloroplastos, sino que también pueden realizar fotosíntesis. Además, se ha demostrado que estas babosas son capaces de subsistir en condiciones de laboratorio sin comida si tan sólo se les provee una fuente de luz y de CO2, e incluso aumentar su masa, del mismo modo que lo hacen los vegetales y las algas.

Se ha descrito que esta particular simbiosis no es heredable y debe ser reestablecida con cada generación de babosas de mar. Es decir, los plástidos no se transmiten a los huevos.