¡Vaya descubrimiento fascinante! La coevolución de una bacteria marina con su organismo huésped alga hasta el punto de convertirse en un orgánulo es realmente excepcional. Un evento que solo se conoce que ha ocurrido tres veces antes en la historia de la vida en la Tierra.

Una bacteria marina logró ser atraída por un organismo huésped alga, hasta que fue coevolucionando con él lo suficiente como para considerarse ahora un orgánulo. Pasó a formar parte de la maquinaria celular del alga.

¿Qué es lo que significa esto?

Lo que significa esto es que las algas son los primeros eucariotas (organismos con un ADN en un núcleo rodeado de membrana) súper conocidos por contener un orgánulo con la capacidad de fijar nitrógeno. Tyler Coale, primer autor de uno de los dos artículos recientes sobre el descubrimiento, dijo: “Es realmente raro que los orgánulos se produzcan de este tipo de situaciones”.

La coevolución de una bacteria marina con su organismo huésped alga se convierte en un orgánulo

“Raro” podría considerarse incluso un eufemismo. La primera vez que esto sucedió, según sabemos, dio origen a la vida compleja al dar a luz a las mitocondrias. A partir de allí, ha pasado al menos 2 veces más, incluyendo una extra hace más de unos mil millones de años. Cosa que sin duda llegó a marcar el comienzo de la vida vegetal dentro del planeta tierra al grado de darnos los cloroplastos.

Las bases para el último descubrimiento se plantaron hace casi treinta años. Cuando un grupo de investigadores dirigido por un profesor llamado Jonathan Zehr de la Universidad de California en Santa Cruz, pudo descubrir una nueva cianobacteria dentro del océano Pacífico con la destreza de fijar nitrógeno.

El procedimiento de la coevolución de una bacteria marina con su organismo huésped alga, requiere que los microbios extraigan nitrógeno completamente libre del entorno y que lo combinen con al menos otros elementos. De esa manera, lograrían formar nuevos compuestos de nitrógeno que se convertirían en los fertilizantes esenciales para la vida.

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¿Cómo fue llamada esta bacteria?

El equipo de Zehr nombró a la bacteria UCYN-A. Mientras tanto, en Japón, la paleontóloga Kyoko Hagino estaba trabajando en el cultivo de un alga marina que resultó ser su organismo huésped.

Con el tiempo, la conexión entre los dos organismos se hizo más clara para los científicos. Hace poco, lograron llegar a la conclusión de que UCYN-A no únicamente conserva una relación íntima con su alga huésped. Sino que incluso han coevolucionado hasta que UCYN-A comienza a formar parte de la célula algal misma, convirtiéndose en un orgánulo1.

Este nuevo descubrimiento nos ayuda a recordar lo diversa y asombrosa que es la vida en nuestro planeta. La evolución sigue sorprendiéndonos con sus maravillas.

Artículos relacionados con la coevolución de una bacteria marina con su organismo huésped alga (UCYN-A)

En dos nuevos artículos, equipos internacionales de investigadores presentan su evidencia.

Primer artículo de marzo de 2024

El primer artículo relacionado con UCYN-A, publicado en marzo de 2024, demostró que UCYN-A y sus anfitriones, especies de la alga Braarudosphaera bigelowii, tienen relaciones de tamaño similares. Lo que indica que sus metabolismos están entrelazados.

“Esto es exactamente lo que ocurre con los orgánulos”, dijo Zehr. “Si observas las mitocondrias y los cloroplastos, es lo mismo: se escalan con la célula”.

Segundo artículo

El segundo artículo selló el acuerdo, presentando evidencia de que UCYN-A importa proteínas de sus células huésped, una característica distintiva del desarrollo de los orgánulos.

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“Comienzan a desechar fragmentos de ADN, y sus genomas se vuelven cada vez más pequeños, dependiendo de la célula madre para obtener esos productos génicos, o la proteína misma, y transportarlos dentro de la célula”, explicó Zehr.

A través del análisis de proteómica, Coale confirmó que muchas de las proteínas en las que UCYN-A confía para funcionar correctamente se producen dentro del huésped algal y se importan. Zehr lo describió como “algo así como un rompecabezas mágico que encaja y funciona”.

El nuevo orgánulo descubierto se ha denominado “nitroplasto”. En referencia con las mitocondrias y los cloroplastos más antiguos, los investigadores y científicos han medido su evolución en aproximadamente 100 millones de años atrás. Y eso nos da una idea o visión de cómo la fijación de nitrógeno afecta e involucra los ecosistemas oceánicos y cómo aplicarse para lo que sería la agricultura en tierra completamente seca.

“Este sistema ofrece una nueva perspectiva sobre la fijación de nitrógeno, y podría proporcionar pistas sobre cómo se podría diseñar un orgánulo similar en plantas cultivadas”, explicó Coale.

Zehr cree que UCYN-A no es el único de su tipo, pero es el primero en ser descubierto. Y estamos dispuestos a apostar que seguirá ocupando a los investigadores durante los próximos 30 años y más. Aunque la coevolución de una bacteria marina con su organismo huésped alga puede parecer algo insignificante para muchos, los científicos saben que es un descubrimiento de alto valor.