Teoría Endosimbiotica o Endosimbiosis Seriada

Introducción
Biografía de Lynn Margulis
Los pasos simbiogenéticos propuestos por Margulis
Presentación y alcance de la teoría
A favor
En contra
Anexos
Bibliografía

OBJETIVO:

Analizar el proceso de evolución de los seres vivos de acuerdo a la Teoría Endosimbiòtica

Introducción

La Tierra tiene una gran cantidad de años de existencia, los cuales jamás se han podido medir de manera exacta; de igual manera la aparición de animales y plantas sobre la faz de esta es un verdadero misterio que ha sido tratado de explicar desde diferentes perspectivas y con diversos argumentos por mucha gente con el transcurrir de los años.

La teoría del creacionismo formulada en las Sagradas Escrituras (en el libro del Génesis) afirma que los seres vivos fueron creados por separado por un ser superior en un breve lapso de tiempo, los cuales tienden a mantener sus características a través de la historia. Nadie sabe con exactitud cuándo o cómo comenzó su existencia la célula viva. Las evidencias disponibles sugieren que los precursores de las primeras células surgieron en forma espontánea, mediante el autoensamblaje de moléculas simples. Por lo tanto, los seres vivos tienen una conformación compleja y variada: sistemas, órganos, tejidos, células (la unidad mínima de vida más especializada), y es ahí donde toma fuerza la teoría formulada por la destacada bióloga estadounidense Lynn Margulis según la cual; la unidad mínima de vida que dio origen a las especies no apareció de la noche a la mañana en la Tierra.

A finales de los setenta, Lynn Margulis propuso "Teoría de la Endosimbiosis Seriada", la cual sostiene que la primera célula eucariota de la Tierra (de la que provenimos todos los animales y plantas) se formó mediante la fusión de tres bacterias preexistentes completas: la primera bacteria aportó los andamios de los micro túbulos, la segunda; ciertas capacidades metabólicas y la tercera se convirtió en la actual mitocondria. Después de esto, dicha célula logro proliferar, pero una de sus descendientes se tragó una bacteria fotosintética de la que provienen los actuales cloroplastos.

Biografía de Lynn Margulis

Lynn Margulis nació en 1938 en la ciudad de Chicago. Inició sus estudios de secundaria en el instituto público Hyde Park y cuando fue trasladada por sus padres a la elitista Escuela Laboratorio de la Universidad de Chicago, regresó por su cuenta al instituto con sus antiguos amigos, lugar al que ella pensó que pertenecía. De esa época recuerda con agrado a su profesora de español, la señora Kniazza.

A los 16 años fue aceptada en el programa de adelantados de la Universidad de Chicago donde se licenció a los 20 años, adquiriendo según ella «un título, un marido (Carl Sagan) y un más duradero escepticismo crítico». Margulis diría de su paso por la Universidad de Chicago:

"Allí la ciencia facilitaba el planteamiento de las cuestiones profundas en las que la filosofía y la ciencia se unen: ¿Qué somos? ¿De qué estamos hechos nosotros y el universo? ¿De dónde venimos? ¿Cómo funcionamos? No dudo de que debo la elección de una carrera científica a la genialidad de esta educación «idiosincrásica»." Margulis sobre su clase de Ciencias Naturales

En 1958 continuó su formación en la Universidad de Wisconsin como alumna de un máster y profesora ayudante. Estudió biología celular y genética: genética general y genética de poblaciones. De su profesor de estas dos últimas, James F. Crow, diría:

"Cambió mi vida. Cuando dejé la Universidad de Chicago sabía que quería estudiar genética, pero después de las clases de Crow supe que sólo quería estudiar genética". (Margulis, Planeta Simbiótico)

Desde un principio se sintió atraída por el mundo de las bacterias, que en aquel entonces ella indica que eran consideradas solo en su dimensión de gérmenes de carácter patógeno y sin interés en la esfera del evolucionismo. Margulis investigó en trabajos ignorados y olvidados para apoyar su primera intuición sobre la importancia del mundo microbiano en la evolución. Ella misma, en sus diferentes trabajos, nos guía en lo que fue su investigación y los antecedentes de sus aportaciones. Siempre ha mostrado una especial disposición a valorar estos antecedentes, desde su recuerdo hacia la señora Kniazza, su profesora de español en el instituto; pasando por el recuerdo de sus profesores de universidad y lo que para ella significaron; y terminando por una extensa referencia de los trabajos de aquellos científicos que ella rescató del olvido para apoyar su pensamiento evolucionista.

Se interesó por los trabajos de Ruth Sager, Francis Ryan y Gino Pontecorvo. Estos trabajos la llevan a la que ella considera obra maestra: The Cell in Developement and Heredity (La célula en el desarrollo y la herencia), escrita por E. B. Wilson en 1928. Toda esta obra relacionada con las bacterias está relacionada a su vez con los trabajos de L. E. Wallin, Konstantin Mereschkowski y A. S. Famintsyn, en los que se plantea la hipótesis de que las partes no nucleadas de las células eucariotas eran formas evolucionadas de otras bacterias de vida libre. Desde entonces su trabajo se ha centrado en desarrollar esa hipótesis que la condujo a formular su teoría de la endosimbiosis seriada, y posteriormente su visión del papel de la simbiogénesis en la evolución.

Sus aportaciones a la biología y el evolucionismo son múltiples: ha descrito paso a paso y con concreción el origen de las células eucariotas (la SET, que considera su mejor trabajo); junto a K. V. Schwartz ha clasificado la vida en la tierra en cinco reinos agrupados en dos grandes grupos: bacterias y eucariotas; formuló su teoría sobre la simbiogénesis y la importancia de esta en la evolución; apoyó desde el primer momento la hipótesis de Gaiadel químico James E. Lovelock, contribuyendo a ella desde la biología e intentando que adquiriera categoría de teoría; y ha realizado una suma de trabajos concretos sobre organismos bacterianos y formas de vida simbióticas, entre otras.

En la época de su muerte, el 22 de noviembre de 2011 (murió trabajando en su laboratorio), trabajaba profundizando en el estudio de diferentes espiroquetas y su posible protagonismo en procesos simbiogenéticos.

"Ella trae una influencia espectacular porque trae la mezcla de biología con humanidades. Ella es del linaje de estos científicos: Galileo Galilei, Copérnico y Newton. Es una científica que trae ideas radicales, pero que el tiempo y la historia demuestran que son correctas". (Dimaris Acosta Mercado, catedrática de Biología de la Universidad de Puerto Rico.)

Los pasos simbiogenéticos propuestos por Margulis

Al comienzo se unió una bacteria denominada "arquea fermentadora o termoacidofila" que obtenía energía del azufre y del calor con una bacteria denominada "espiroqueta" la cual era nadadora, formando un nuevo organismo que sumaría sus características iníciales de forma sinérgica. Luego se les sumaria una nueva y llamativa resistencia al intercambio genético horizontal, así el ADN quedaría confinado en un núcleo interno separado del resto de la célula por una membrana.

Luego de la evolución por mitosis en los protistas nadadores, se incorporó otra bacteria que respiraba oxígeno, volviéndose así más grande y compleja, la cual era capaz de engullir alimento en forma de partículas; así el delicado nadador, tolerante al calor y al ácido y respirador de oxigeno formaba ahora un único y prolífico individuo que produjo nubes de prole.

De este modo, el nuevo endosimbionte (es decir, ultima bacteria) se convertiría en mitocondria y peroxisoma, que permitió el éxito del nuevo organismo en medios ricos de oxígeno, donde antes no podía sobrevivir.

Dicho organismo respirador de oxigeno engullo, pero no pudo digerir bacterias fotosintéticas de color verde brillante; las cuales después de una larga lucha y un largo tiempo pudieron hacer parte del mencionado organismo, siendo conocidas como cloroplastos.

Todo este proceso dio lugar a las llamadas algas verdes nadadoras, ancestros de las células vegetales actuales, capaces de sintetizar la energía del sol, que contribuyeron al éxito de animales y hongos.

Teoria de la endosimbiosis

edu.red

Explicación del dibujo:

Se une la espiroqueta (de color verde) y la termoacidofila (de color violeta).

Engullen la tercera bacteria (de color rojo; que se convertiría en la mitocondria)

Engullen la cuarta bacteria (de color verde; que se convierte en el cloroplasto)

Presentación y alcance de la teoría

Margulis la presentó en 1967 en un artículo de la revista Journal of Theoretical Biology bajo el nombre de "Origin of Mitosing Cells". Cabe mencionar que esta fue rechazada en quince ocasiones, demostrando que no siempre lo que se espera, se logra. Pero gracias a la intervención directa del editor James F. Danelly, se posibilito su publicación. Max Taylor (especializado en protistas y profesor de la Universidad de British Columbia) la bautizo con el acrónimo de SET, que significa "Serial Endosymbiosis Theory", nombre por el que hoy es conocida.

Margulis, no solo posee formación científica (era y es bióloga después de todo), sino que como buena profesional, publicó sus descubrimientos y modelos en artículos científicos, permitiendo así que sus ideas estuvieran a disposición de toda la comunidad científica, para su estudio, evaluación, análisis y posterior corroboración o rechazo.

Por otro lado, cimentó sus artículos con datos brutos, proponiendo además un modelo que tenía posibilidad de ser demostrado como cierto o como falso, que era falsable, en virtud de los conocimientos de aquel entonces y sobre todo en futuros avances y hallazgos de la ciencia. Como era de esperar, recibió críticas de todas partes, pero ella no pidió que no se la criticara, sino que soportó todas las críticas, las blandas y las duras, las destructivas y las constructivas, las razonadas y las demoledoras.

Ella baso su teoría en numerosos datos sobre bioquímica, morfología, paleontología; destacando la importancia de la educación, la paciencia y el sin número de pruebas que tuvo que realizar para poder presentar un proceso coherente valiéndose de los individuos descendientes de aquellas bacterias que plausiblemente lo protagonizaron. En el momento en que Margulis presenta su teoría, para el evolucionismo únicamente existen animales y plantas, las bacterias solo eran del interés de una rama de la medicina: la bacteriología médica. Y únicamente algunos protozoos y hongos eran clasificados por diversos botánicos erróneamente como plantas.

En este contexto, su trabajo es rechazado por la ortodoxia del evolucionismo; el paso de procariotas a eucariotas no entrañaba ningún problema especial de comprensión para el neodarwinismo: lo mismo que una especie puede aumentar paulatinamente de tamaño, aumentar su complejidad y adquirir nuevas funcionalidades también paulatinamente; los procariotas habrían aumentado su tamaño, aumentado su complejidad y adquirido nuevas funcionalidades, todo paulatinamente y como consecuencia de errores en la replicación de su ADN.

El Neodarwinismo utiliza el escenario descrito por ella para justificar tal paso: un medio "caótico", inestable y cambiante; un medio que justificaba una alta competencia favorecedora de tan radicales cambios.

"La idea general entre los neodarwinistas, básicamente zoólogos que en la actualidad se autodenominan «biólogos evolucionistas», consiste en que la variación heredada deriva de los cambios aleatorios en la química de los genes. Las variaciones heredables son causadas por mutaciones, y estas son aleatorias. Impredecibles e independientes del comportamiento, de las condiciones sociales, del alimento o de cualquier otro elemento, las mutaciones son cambios genéticos permanentes. A medida que estos cambios genéticos aleatorios van acumulándose con el paso del tiempo, determinan el curso de la evolución. Tal es la visión presentada por la mayor parte de la literatura evolucionista.

Sin duda estamos de acuerdo en que los cambios aleatorios heredables, o mutaciones genéticas, ocurren. Coincidimos también en que estas mutaciones aleatorias quedan expresadas en la química del organismo. La existencia de proteínas alteradas, cuyo origen puede remontarse a mutaciones genéticas en organismos vivos, ha quedado ampliamente demostrada. La diferencia principal entre nuestro punto de vista y la doctrina oficial neodarwinista actual trata de la importancia de la mutación aleatoria en la evolución. Opinamos que la trascendencia de la mutación aleatoria como fuente de variación hereditaria está siendo enormemente exagerada. Las mutaciones, los cambios genéticos en organismos vivos pueden ser inducidas; es algo que puede hacerse con rayos X o añadiendo compuestos químicos mutagénicos en el alimento del organismo. Se conocen numerosas formas de inducir mutaciones, pero ninguna de ellas conduce a la aparición de nuevos organismos. La acumulación de mutaciones no desemboca en el surgimiento de nuevas especies, ni siquiera de nuevos órganos o nuevos tejidos. Si el óvulo o la esperma de un mamífero son sometidos a mutación, ocurrirán efectivamente cambios hereditarios pero, como ya señalara tempranamente Hermann J. Muller (1890-1967), premio Nobel que demostró sobre la mosca de la fruta la capacidad mutagénica de los rayos X, el 99,9 por ciento de las mutaciones son dañinas. Incluso los biólogos evolucionistas profesionales tienen serias dificultades para encontrar mutaciones, ya sean inducidas experimentalmente o espontáneas, que contribuyan de forma positiva al cambio evolutivo.

Demostraremos aquí que la fuente principal de variación hereditaria no es la mutación aleatoria, sino que la variación importante transmitida, que conduce a la novedad evolutiva, procede de la adquisición de genomas. Conjuntos enteros de genes, e incluso organismos completos con su propio genoma, son asimilados e incorporados por otros. Es más, demostraremos también que el proceso conocido como simbiogénesis es el camino principal para la adquisición de genomas."

Margulis y Dorion Sagan, Captando genomas

Para refutar la teoría de Margulis, el neodarwinismo siente la necesidad de formular una teoría alternativa: la de Max Taylor (Universidad British Columbia) a principios de los setenta, bautizada bajo el nombre de "filiación directa"; que explica que dicha célula se vio forzada a evolucionar, pero sin engullir bacterias, desacreditando y menospreciando la información ofrecida por Margulis.

"La teoría de Taylor, un buen ejemplo de la resistencia heroica del neodarwinismo a aceptar cualquier cosa que no encaje en sus preconcepciones, quedó refutada al poco de formularse, cuando se comprobó que el ADN de las mitocondrias y los cloroplastos es mucho más parecido al material genético de las bacterias que al del genoma nuclear eucariota. El mundo académico se vio forzado a aceptar la parte de la teoría de Margulis que hoy se enseña en todos los libros de texto: que las mitocondrias y los cloroplastos provienen, por simbiosis, de antiguas bacterias de vida libre. La idea convencional, sin embargo, persiste aún gracias a que la teoría de Margulis se suele presentar en una versión edulcorada que no capta el fondo de la cuestión". (Javier Sampedro)

En 1975, Bogart publico otra hipótesis según la cual "todo el ADN de las eucariotas se encontraba en el área nuclear, rodeado tal vez por una membrana que se vio obligada a separarse por bloques de genes procedentes del protonucleo que se rodearon de sus propias membranas, formando así los plastidos y mitocondrias". Desde entonces el neodarwinismo ha ofrecido numerosas teorías alternativas. Pero para Margulis el origen del núcleo se debe a la interacción de los dos primeros simbiontes que elaboran esas membranas, evitando su total fusión.

De esta manera Lynn ha logrado poner a tambalear diversas teorías surgidas con el ánimo de destruir su trabajo, demostrando que aunque la sociedad actual se sigue rigiendo por el machismo, las mujeres han venido adquiriendo y demostrando sus inmensurables capacidades para resolver y dar respuesta a problemas de diversas índoles.

Margulis está radicalmente enfrentada al neodarwinismo considerándolo doctrinario y reduccionista. Defiende que el origen de las especies lo hallamos en la simbiogenesis y no en la mutación genética; que no existen pruebas, ni por la observación de la naturaleza, ni por trabajos de laboratorio, por las que pueda pensarse que las mutaciones genéticas al azar hayan sido las responsables de la eclosión de una sola especie. Su teoría sobre el origen de especies por simbiogénesis, hoy en día , no ha merecido la atención de la ortodoxia neodarwinista, y sus ataques al paradigma neodarwinista, a sus métodos doctrinarios, son igualmente ignorados desde este neodarwinismo que tímidamente se limita a incorporar a su paradigma la SET una vez ésta se ha considerado demostrada.

Cuando se acusa a una persona de un delito, quien acusa y quien defiende busca y recopila pruebas para convencer al juez de que tienen la razón. Analogía precisa para esta teoría, pues Lynn tuvo que demostrar con hechos plausibles la veracidad de sus argumentos; sus corrientes contradictorias hicieron lo mismo pero de manera contraria, buscaban desmeritarla. Finalmente las grandes mentes de la sociedad actual son quienes hacen el papel de juez; es así como logramos llegar a exponer los argumentos a favor y en contra de la teoría:

A favor

La evidencia de que plastos y mitocondrias surgieron a través del proceso de Endosimbiosis son muchos, entre los que cabe destacar: que el tamaño de las mitocondrias es igual al de algunas bacterias, las mitocondrias y cloroplastos contienen ADN bacteriano circular cerrado covalente (igual que procariotas), mientras el núcleo eucariotico posee varios cromosomas bacteriano lineales, plastos y mitocondrias están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de una fagocitosis, además se dividen por fisión binaria (igual que procariotas), las eucariotas lo hacen por mitosis.

En mitocondrias y plastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que en las bacterias; la síntesis proteica es autónoma.

Algunas proteínas codificadas en el núcleo se transportan al orgánulo, y las mitocondrias y plastos tienen genomas pequeños en comparación con los de las bacterias, lo que concluye una dependencia creciente hacia el anfitrión eucariotico después de la simbiosis; poseen ribosomas 70s (característicos de procariotas) mientras en el resto de la célula encontramos 80s; el análisis del ARNr 16s de la subunidad pequeña del ribosoma de mitocondrias y plastos revela escasas diferencias evolutivas con algunos organismos procariotas.