Simbiosis

Simbiosis - ¿Qué es?
El término simbiosis se relaciona con las íntimas interacciones entre diferentes organismos biológicos y las relaciones interdependientes entre los seres vivos, en las que formas de vida completamente diferentes dependen la una de la otra para su existencia. Un ejemplo de una simbiosis beneficiosa (o mutualismo) es encontrado entre las algas y el hongo de los líquenes. Mientras que los hongos proporcionan vital protección y humedad a las algas, las algas alimentan a los hongos con nutrientes fotosintéticos que los mantienen vivos.

Otro ejemplo de simbiosis mutua es la relación que existe entre el pez payaso ocellaris que habita entre los tentáculos de las anémonas Ritteri de mar. El pez territorial protege a la anémona de peces carnívoros, y a cambio, los tentáculos ponzoñosos de la anémona protegen al pez payaso de sus predadores. Un moco especial del pez payaso lo protege de los tentáculos ponzoñosos.

Las plantas que son polinizadas por insectos tienen flores altamente especializadas, modificadas para promover la polinización por un polinizador específico que también está adaptado correspondientemente. Muchos herbívoros tienen fauna intestinal mutualista que los ayuda en la digestión de materia de la planta. Los arrecifes de coral son el resultado de relaciones simbióticas mutualistas que existen entre organismos de coral y varios tipos de las algas que viven dentro de ellos. La mayoría de las plantas de tierra y ecosistemas de tierra dependen de mutualismos entre las plantas que procesan carbono del aire, y de los hongos que ayudan a extraer los minerales del suelo.

Simbiosis – ¿Un desafío para la evolución?
La teoría de cambio biológico de Darwin fue basada en la competencia entre los individuos que comprenden una especie. En íEl Origen, Darwin concede que "Si se pudiera probar que alguna parte de la estructura de cualquier especie fue formada para el beneficio exclusivo de otra especie, aniquilaría mi teoría, porque tal cosa no podría haber sido producida mediante la selección natural."

¿Cómo pueden plantas, que requieren de ciertos animales para sobrevivir, haber existido antes que esos animales aparecieran? Además, ¿cómo animales, que necesitan otros animales para sobrevivir, surgieron sin que sus compañeros surgieran en el mismo momento?

Simbiosis y endosimbiosis
Una teoría popular, a menudo citada con respecto al origen de los orgánulos intracelulares, es el principio de la endosimbiosis. Esta hipótesis propone que los cloroplastos y la mitocondria comenzaron como antepasados aeróbicos procarióticos de vida independiente que fueron asimilados por una célula procariota antigua. Estos endosimbiontes eventualmente se convirtieron en orgánulos intracelulares, que luego perdieron aparentemente muchos de sus propios genes en los núcleos de sus anfitriones. Sin embargo, todavía tiene que ser documentado cómo fue posible una relación tan estable entre invasores aeróbicos ingeridos y un anfitrión anaerobio, y por qué algunos genes específicos, y no otros, deben ser transferidos al núcleo del anfitrión. Parece muy poco probable que la célula desarrolló convenientemente las vías de transporte para regresar las proteínas del orgánulo al orgánulo pertinente. Sin ningún mecanismo por el que la vía pudiera ser formada, los orgánulos se volverían obsoletos una vez que fuera iniciada la transferencia de genes al núcleo. Adicionalmente, los orgánulos probablemente dejarían de funcionar porque no conferirían una ventaja de selección.

Una comprensión de cuántos genes se perdieron en el núcleo del anfitrión puede ser derivada del hecho de que el citosol sintetiza para la mitocondria las siguientes proteínas: aminoacil-tRNA sintetase; enzimas de replicación del ADN; polimerasa ARN; enzimas solubles del ciclo de ácido cítrico, etc. Es claro que, ya que las proteínas son hechas en dos lugares independientes, las proteínas nucleares-codificadas deben ser importadas a la mitocondria y al cloroplasto. La dificultad del principio está en el hecho de que proteínas importadas tienen que cruzar subcompartimientos para entrar en ambos orgánulos, ya que el orgánulo posee membranas dobles. Es aquí donde son requeridas chaperonas para unir las cadenas de polipéptidos justo cuando emergen a través de poros espaciales a la matriz mitocondrial. Un proceso semejante opera en la importación de proteínas al cloroplasto. Debido a que células de plantas poseen tanto cloroplastos como mitocondria, dos clases diferentes de péptidos señal son requeridas para enviar proteínas a las direcciones correctas.

Los altamente sofisticados arreglos de transporte plantean la pregunta en cuanto a cómo surgieron y qué ventajas selectivas habría habido en relación con el endosimbionte original para compartir genomas con el núcleo de la célula anfitriona. Como si esto no fuera suficientemente difícil, se crea un problema logístico adicional por el hecho de que todos los ácidos grasos de la célula anfitriona y varios aminoácidos son hechos por enzimas en el estroma del cloroplasto. Tenemos ahora una transferencia al revés. Por supuesto, la endosimbiosis sólo puede tener lugar cuando existen células con sistemas metabólicos sumamente desarrollados.