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La adquisición mitocondrial tuvo lugar en un escenario de complejidad creciente (Imagen: IRB Barcelona, Utrecht University).
 27.10.2020

Revelan los acontecimientos evolutivos que condujeron a la creación de las células eucariotas

Un estudio colaborativo entre los grupos de Toni Gabaldón, investigador ICREA del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) en el Parc Científic de Barcelona, y de Berend Snel de la Utrecht University, ha reconstruido los eventos evolutivos que condujeron a la creación de células eucariotas, las precursoras de prácticamente toda la vida que se puede percibir a simple vista. El trabajo, publicado en Nature Ecology & Evolution, revela que línea de tiempo desde las células bacterianas simples hasta las células eucariotas complejas progresa de manera diferente de lo que se pensaba hasta ahora.

Uno de los eventos más importantes y desconcertantes en la evolución de la vida ha sido el origen de las primeras células eucariotas complejas. Casi todas las formas de vida que podemos percibir a simple vista, como las algas, las plantas, los animales y los hongos, están formadas por células complejas, conocidas como “eucariotas”. 

Ahora, un estudio colaborativo entre los grupos de Toni Gabaldón, investigador ICREA del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS), y Berend Snel de la Universidad de Utrecht, ha concluido que la primera célula en incorporar una mitocondria (considerada el paso clave para el aumento de la complejidad de las células eucariotas) ya presentaba una complejidad similar a la de las eucariotas en estructura y funciones. Este escenario sirve de puente entre los signos de complejidad observados en algunos genomas de los organismos microscópcos arqueas y el papel propuesto de las mitocondrias en el desencadenamiento de la eucariogénesis.

“Se consideraba que la adquisición de mitocondrias era el primer paso crucial o bien el último paso en el desarrollo de la complejidad de las células eucariotas”, explica Gabaldón. “Nuestros hallazgos muestran que, efectivamente, fue un evento crucial, pero que sucedió en un escenario en el cual la complejidad celular ya había aumentado», añade.

La complejidad como preludio de la diversidad de la vida

Durante aproximadamente la primera mitad de la historia de la vida en la Tierra, las únicas formas de vida fueron las células relativamente simples de las bacterias. «Las células eucariotas son más grandes, contienen más ADN y están formadas por compartimentos, cada uno con su propia tarea», explica el primer autor del estudio, Julian Vosseberg. «En ese sentido, se podrían comparar las células bacterianas con una tienda de campaña, mientras que las células eucariotas se parecerían más a una casa con varias habitaciones».

Sigue siendo un misterio la manera y el momento en el que los organismos cambiaron la tienda de campaña por una casa, ya que no existen formas intermedias. Un momento importante de la evolución fue el origen de las mitocondrias, un componente de las células eucariotas que funcionan como sus «plantas de energía». Las mitocondrias en algún momento fueron bacterias con una vida libre, pero durante la evolución fueron absorbidas por los antepasados ​​de las células eucariotas actuales. Debido al hecho de que la duplicación de genes probablemente impulsara el aumento de la complejidad celular, los investigadores intentaron reconstruir los eventos evolutivos basados ​​en estos cambios genéticos.

► Artículo de referencia: «Timing the origin of eukaryotic cellular complexity with ancient duplications«
Julian Vosseberg, Jolien J. E. van Hooff, Marina Marcet-Houben, Anne van Vlimmeren, Leny M. van Wijk, Toni Gabaldón & Berend Snel. Nature Ecology & Evolution (2020). DOI: 10.1038/s41559-020-01320-z

► Más información: web del IRB Barcelona [+]