Unha historia de alianzas microbianas forxou ás nosas células

A complexidade das células que deron lugar a animais, plantas e fungos podería explicarse por unha longa sucesión de simbiose e transferencias xenéticas. A investigación, liderada por científicos españois, amplía a visión clásica da orixe das células eucariotas.

Un estudo liderado por investigadores de IRB Barcelona e o Barcelona Supercomputing Center (BSC), en España, e publicado na revista Nature, reabre unha das grandes preguntas da bioloxía: como xurdiron as células eucariotas, as que forman a animais, plantas e fungos. Lonxe dun único salto evolutivo, o traballo propón que a súa orixe foi un proceso longo, gradual e cooperativo, tecido por intercambios entre distintos microorganismos.

A mitocondria foi un elemento clave, pero non o único

Durante décadas, a explicación dominante situou o gran punto de inflexión na adquisición da mitocondria: un devanceiro arqueano establecería unha simbiose cunha bacteria que acabaría converténdose nese orgánulo esencial, impulsando despois a complexidade celular. O novo estudo non nega ese papel central, pero sostén que esa imaxe queda curta: a pegada xenética dos eucariotas apunta a máis protagonistas e a unha historia máis complicada do que se pensaba ata hoxe.

Para chegar a esa conclusión, o equipo reconstruíu o repertorio de familias génicas e proteicas do último antepasado común de todos os eucariotas, coñecido como LECA, e comparou eses rastros con bases de datos de decenas de miles de xenomas bacterianos, arqueanos e virais. A análise, realizado coa potencia do supercomputador MareNostrum, buscou sinais evolutivos nunha especie de arqueoloxía molecular, que intenta ler nos xenomas unhas pegadas deixadas fai uns 2.000 millóns de anos.

O resultado máis rechamante é que xunto á liñaxe que deu orixe á mitocondria, intervirían polo menos dous grandes grupos bacterianos: Myxococcota e Planctomycetota. Segundo unha nota de prensa, Planctomycetota aparece como un sinal máis antigo, mentres que Myxococcota e o devanceiro mitocondrial contribuirían en fases posteriores, nun escenario compatible con comunidades microbianas densas, como tapetes microbianos, onde o intercambio xenético sería frecuente.

Unha rede de alianzas bacterianas

A investigación tamén atribúe un papel crave aos virus xigantes do grupo Nucleocytoviricota. Ao redor do 4,5 % de certas genealogías proteicas do LECA mostran parentesco viral, e os autores propoñen que estes virus puideron funcionar como vehículos de transferencia xenética entre microorganismos que compartían o mesmo ecosistema. Desde ese punto de vista, a célula eucariota non nacería dunha única alianza, senón dunha sucesión de contactos, incorporacións e recombinaciones que foi ensamblando, aos poucos, unha maquinaria máis complexa.

"A maior contribución do estudo é identificar varias fontes bacterianas, máis aló das dúas esperables, que son as arqueas de Asgard e a mitocondria. Aquí proponse outros tres grandes doantes de xenes, cunha contribución similar á mitocondria a nivel numérico", destacou Alex de Mendoza, investigador da Queen Mary University de Londres (Reino Unido), quen non participou do estudo, nunha publicación de Science Media Centre.

En tanto, Alfonso Martínez Arias, especialista da Universidade Pompeu Fabra de Barcelona, quen tampouco formou parte da investigación, concluíu na mesma publicación que "o traballo é importante non só porque engade datos cruciais sobre a orixe dunha estrutura tan complexa como a célula eucariota, senón ademais porque apoia a noción de procesos non graduais, non darwinianos clásicos, na emerxencia de estruturas e organismos complexos".