Genética: El único animal que hace la fotosíntesis


El secreto del único animal que hace la fotosíntesis

El molusco o babosa marina Elysia clorótica es de apenas seis centímetros, tiene un aspecto de hoja de una verdura y habita en las costas de Nueva Escocia hasta el sur de Florida, tiene la capacidad de incorporar a su ADN genes del alga que come y los transmite a su descendencia.

Se alimenta del alga  Vaucheria litorea, que sí es autótrofa, es decir que lleva a cabo la fotosíntesis de la que obtiene comida gracias a la luz del sol y un puñado de nutrientes que obtiene del agua, puede hacerlo gracias a sus cloroplastos, las estructuras donde se lleva a cabo la fotosíntesis.

Se sabe desde 1970 que las celulas de la babosa han aprendido a digerir al alga Vaucheria litorea sin dañar los preciados cloroplastos. Así que los trata selectivamente y las integra en sus células digestivas. Una vez dentro, los cloroplastos siguen haciendo la fotosíntesis hasta nueve meses, que es mucho más tiempo de lo que funcionan en las algas.

The Biological Bulletin publico la primera evidencia directa de que los cromosomas del molusco tienen algunos genes que provienen de las algas que se come, indispensables para mantener en buen estado los cloroplastos y los procesos fotosintéticos, con los que se producen los carbohidratos y lípidos necesarios para su nutrición, ademas de que estos genes son transmitidos a la siguiente generación. Ese robo de cloroplastos se denomina cleptoplastia, por analogía con la cleptomanía, una patología que lleva a las personas a robar para satisfacer un impulso, más que por un motivo económico

Hay dos puntos importantes:
1.—Es la primera evidencia de transferencia, -y en este caso transferencia horizontal (HGT)- de genes funcionales de una especie multicelular a otra y ademas de dos reinos diferentes.
La transferencia de genes es la base de la terapia génica como panacea para corregir enfermedades de base genética en los seres humanos con una definitiva y se transmita de padres a hijos en patologías hereditarias

Como organismos unicelulares, se sabe que las bacterias se intercambian genes entre ellas, para aumentar sus posibilidades de supervivencia e incluso la capacidad de resistir a los antibióticos.

2.— El segundo punto es que sucede la capacidad para establecer una simbiosis con un orgánulo celular, en lugar de con otro ser vivo, como es lo habitual.

En cuanto al primer punto, el investigador Pierce explica, que hasta ahora «Es imposible que los genes de un alga puedan funcionar dentro de una célula animal y sin embargo, aquí lo hacen y permiten que el animal dependa de la luz del sol para su nutrición». De manera que si algo le sucede a su fuente de alimento, tiene una forma de no morir de hambre.

Esta adaptación biológica es también un mecanismo de evolución rápida. «Cuando se produce una transferencia exitosa de genes entre especies, la evolución puede ocurrir básicamente de una generación a la siguiente», señala, en lugar de requerir miles de años.

Nota: Los clororoplastos se introducen en el citoplasma por Endocitosis, donde vierten la proteina que codifica el genoma del cloroplasto y que luego por accion de la «nuclear localization signal (NLS)» son transportadas al nucleo donde sucede la incorporacion al genoma. En este punto, como lo hacen algunos virus, la forma de replicar el ADN puede ser  a traves de la transcriptasa inversa, donde estabiliza al nuevo genoma y lo incorpora  luego de mutaciones sucesivas.

Fuente: articulo de PILAR QUIJADA – @PilarQuijada3 – Madrid 04/02/2015 17:46h – Actualizado: 09/02/2015 13:52h.Guardado en: Ciencia

http://www.abc.es/ciencia/20150204/abci-babosa-secreto-terapia-genica-201502041746.html

El enigmático Hatena, el ser vivo capaz de abandonar su estado de depredador y convertirse en fotosintético

Este microorganismo puede esconder algunas de las piezas que quedan por descubrir del rompecabezas del origen de las plantas

Pedro Gargantilla

Actualizado:01/10/2021 02:00h

El término endosimbiosis, del griego ‘endon’ –dentro- y ‘biosis’ –vivir-, hace referencia a cualquier relación biológica en la que un organismo habita dentro del cuerpo o de las células de otro organismo, en una relación que no siempre es mutualista.

Tenemos muchos ejemplos de endosimbiosis en la naturaleza, por ejemplo, las bacterias fijadoras de nitrógeno (rizobios) que viven en los nódulos de las raíces de las legumbres o algunas algas unicelulares que residen dentro de los corales formadores de arrecifes.

De bacteria a orgánulo celular

Una de las relaciones endosimbióticas más exitosas de la evolución fue la que establecieron algunas bacterias fotosintéticas y las primeras ‘pre-algas’. Es sabido que el copyright de la fotosíntesis es propiedad de las bacterias, las cuales fueron englobadas por una célula eucariota ancestral.

Después de millones de años de evolución aquellas bacterias se convirtieron en los actuales cloroplastos, los orgánulos celulares que captan la energía lumínica para realizar la fotosíntesis.

Algo similar sucedió con las mitocondrias, las centrales energéticas de las células, que en sus inicios eran bacterias de vida libre y que fueron ingeridas por otros organismos unicelulares. Aquella endosimbiosis supuso, sin duda, una exitosa alianza biológica para el anfitrión.

En definitiva, se podría decir que la vida, tal y como la entendemos en este momento, no se apoderó del mundo mediante el frío y severo combate cuerpo a cuerpo, sino a través de la cálida cooperación y la creación de redes.

Dos células mejor que una

Científicos nipones han dado un paso más en la comprensión de los orígenes de las primeras plantas al descubrir la existencia de un organismo en el que una alga ha adoptado el papel de las primitivas bacterias.

En estos momentos se conocen unas diez mil especies diferentes de algas verdes o Chlorophyta, que viven en una enorme variedad de hábitats, desde las aguas continentales hasta las aguas marinas. A este grupo de algas pertenece la Nephroselmis, que ha sido objeto de estudio por parte de un grupo de investigadores de la Universidad de Tsukuba.

En la primera década de este siglo descubrieron las dos fases biológicas de la Hatena arenicola, una eucariota unicelular que dispone de dos flagelos, que usa para la locomoción, y de un rudimentario tubo digestivo.

El estado heterótrofo de la Hatena, que en japonés significa ‘misterio’, se comporta como un depredador, engulle a la Nephroselmis y establece con ella una relación endosimbiótica formando una nueva forma de vida, un ser vivo quimérico, a mitad de camino entre un animal y una alga.

Hijos fotosintéticos e hijos depredadores

Tras ser ingerida, la Nephroselmis –que ejerce el papel de endosimbionte- pierde sus flagelos y su citoesqueleto, al tiempo que asume las funciones del aparato digestivo y del sistema visual del nuevo organismo, ayudando a la protista a dirigirse hacia la luz (fototaxis).

En esta unión el anfitrión (Hatena arenicola) también sufre modificaciones, inhabilita su aparato nutritivo primigenio, deja de ser depredador, y adopta una nutrición fotosintética.

Cuando llega el momento de la reproducción, la Hatena, que no se puede dividir sin contener el endosimbionte, da lugar a dos hijos: uno que recibe la Nephroselmis –de color verdoso- y otro que regresa al estado heterótrofo inicial (color blanco).

En otras palabras, la descendencia de la Hatena madre serán un ser vivo fotosintético y un ser vivo depredador. Este último, el hijo decolorado, acabará engullendo a una nueva Nephroselmis, iniciando una nueva endosimbiosis.

M. Jara

Pedro Gargantilla es médico internista del Hospital de El Escorial (Madrid) y autor de varios libros de divulgación.

https://www.abc.es/ciencia/abci-enigmatico-hatena-vivo-capaz-abandonar-estado-depredador-y-convertirse-fotosintetico-202110010200_noticia.html

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