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Descubierto el secreto de la vida compleja

Una alianza entre una hormiga y una bacteria, iniciada hace 51 millones de años, ha descubierto un mecanismo evolutivo que genera vida compleja.

Hace 51 millones de años, una bacteria y una hormiga sellaron una alianza biológica que se prolonga hasta nuestros días: ha generado una simbiosis entre ambas especies y propiciado una forma de vida compleja.

Los biólogos de la Universidad McGill que han hecho este descubrimiento, consideran que los dos organismos vivos se han unido para alterar radicalmente el desarrollo del embrión de la hormiga y para permitir que esa integración biológica sea posible.

Este tipo de evolución representa un cambio importante en la individualidad de una especie viva, señalan los investigadores en el artículo publicado en la revista Nature.

Ehab Abouheif, biólogo y autor principal del artículo, considera que este descubrimiento puede aclarar el origen de organismos complejos en el desarrollo de la vida en la Tierra.

Una hormiga y una bacteria

Los protagonistas de esta insólita alianza natural son, por un lado, la hormiga Camponotus, un grupo ecológicamente diverso distribuido por todas las regiones del mundo.

Por otro lado, la bacteria Blochmannia, que se encuentra en el intestino medio de estas hormigas, también conocidas como carpinteras, así como en los ovarios de las hormigas hembra de esta especie.

Aunque la relación entre ambas especies se conoce desde los años 80 del siglo XIX gracias al zoólogo F. Blochmann, la nueva investigación ha descubierto cómo se produjo y su significado evolutivo.

Considera que ambas especies comenzaron a colaborar cuando las hormigas ingirieron la bacteria a través de unos insectos hemípteros, que succionan savia o fluidos de animales, con los que convivían en el hormiguero.

La bacteria, que desde entonces vive dentro de las células de la hormiga, ayuda a regular la distribución del tamaño de las obreras en la colonia, al mejorar la capacidad de las hormigas para sintetizar la nutrición.

Las hormigas, a su vez, proporcionan a las bacterias un entorno celular protegido y aseguran su supervivencia de una generación a la siguiente.

Momento embrionario

Esta relación simbiótica alcanza su mayor relevancia evolutiva durante el desarrollo embrionario de la hormiga: en ese momento, la bacteria rodea las células germinales del insecto e interviene en el material que contiene la información genética que se transmite a la siguiente generación.

Entonces ocurre la proeza biológica: merced a la intervención de la bacteria, los genes de la línea germinal de la hormiga se concentran en cuatro lugares del huevo.

Nunca se había observado nada así en la naturaleza, ya que en todos los insectos los genes de la línea germinal se concentran en un mismo espacio del huevo.

Gracias a esta innovación biológica, los genes de la hormiga que configuran el diseño del cuerpo, y que normalmente aparecen tarde en el desarrollo del embrión, aparecen más pronto y en los mismos sitios donde se concentraron los genes de la línea germinal gracias a la intervención de la bacteria.

Creando superindividuos

El hecho de que los genes de la línea germinal estén concentrados en cuatro áreas del huevo crea una reorganización completa del desarrollo embrionario: de esta forma se consuma la combinación y cooperación entre especies para crear superindividuos.

Este proceso arroja luz sobre los mecanismos que han provocado la evolución de la vida en la Tierra: los organismos unicelulares que evolucionaron a pluricelulares pudieron haber seguido un camino parecido.

Los investigadores no solo han observado las relaciones mutuas entre la bacteria y la hormiga, sino que también han descubierto cómo se desarrolla la simbiosis entre estas dos especies.

Pasos de la fusión

Los investigadores pudieron descubrir este secreto de la naturaleza trabajando con más de 30 especies de hormigas estrechamente relacionadas.

Descubrieron que la fusión entre ambas especies se desarrolló mediante una serie de pasos, y que todo el proceso no fue instantáneo, sino secuencial.

La otra gran sorpresa fue cuando descubrieron que las hormigas estaban biológicamente predispuestas para esa fusión con las bacterias: antes del encuentro, ya habían mostrado la capacidad de acoger genes germinales en al menos dos sitios del huevo.

Lo que hicieron las bacterias fue explotar y potenciar esta capacidad de las hormigas, para realizar alteraciones radicales en el desarrollo del embrión e integrar a las dos especies para alumbrar una forma de vida más compleja.

Referencia

Origin and elaboration of a major evolutionary transition in individuality. Ab. Matteen Rafiqi et al. Nature (2020). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2653-6

 

Foto: el secreto de la vida compleja. Universidad McGill.

RedacciónT21

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