Capítulo XXII: El nacimiento de la vida pluricelular.

 Capítulo XXII: El nacimiento de la vida pluricelular. 

(El Supereón Precámbrico, 4ª parte)

 Sea bienvenido una vez más el lector a este extraño viaje en el tiempo, que pretende llevarnos desde el más remoto pasado hasta este presente que tan cotidiano y natural nos parece, pero que en realidad es el resultado de una asombrosa historia que poco a poco vamos desvelando en este blog.

 Gracias a nuestra Máquina del Tiempo Imaginaria justo "ahora" nos hallamos en la Tierra de hace unos 600 millones de años, en un planeta que recientemente ha terminado de descongelarse tras una devastadora y terrible oleada de glaciaciones, la última de las cuales llegó a cubrir de hielo casi toda su superficie. A pesar de tan adversas circunstancias de algún modo la vida se las ha apañado para sobrevivir, no solo recuperándose con rapidez de los reveses sufridos, sino además preparándose para dar un salto de gigante en su evolución.

 Recordemos como el árbol de la vida se había dividido en tres grandes dominios de criaturas unicelulares que pueblan los océanos de la época: las primitivas bacterias y arqueas por un lado, y las mucho más avanzadas eucariotas por otro (las células modernas, hijas de una quimérica simbiosis entre los dos anteriores dominios).

 Hasta ahora hemos visto a dichas células pelear y sobrevivir en solitario, siendo cada una de ellas las únicas responsables de su propia supervivencia y reproducción. Sin embargo pronto iban a resultar obvias las ventajas de trabajar en grupo. Como todos sabemos, cualquier tarea se vuelve mucho más llevadera si una o varias personas te ayudan (al menos en la mayoría de los casos y dependiendo de las personas, claro).

 En el caso de las células primitivas, unirse les garantizaba un triple beneficio:

•  La ventaja de ser más grande. Así es, cuanto más grande seas más fácil te resultará poder comer y a su vez no ser comido.

•  División del trabajo. Una de las ventajas más evidentes de dividir el trabajo es que se pueden hacer varias tareas a la vez. Un organismo unicelular por ejemplo debe de elegir entre  moverse y dividirse, pues para ello emplea ciertos mecanismos compartidos. Ello no ocurre en los organismos pluricelulares: unas células pueden ocuparse del movimiento, otras de la reproducción, otras de procesar alimentos, etc. Pasar de secuenciar tareas a realizar varias en paralelo fue toda una revolución.

•  Dispersión. Un organismo pluricelular puede generar muchas copias de sí mismo a la vez, por ejemplo mediante esporas. En cambio un organismo unicelular solo puede hacer una copia cada vez o un número muy reducido de ellas en el mejor de los casos.  

 Las primeras en darse cuenta de lo ventajoso de asociarse fueron las bacterias. Ciertos grupos de cianobacterias (un tipo de bacterias fotosintetizadoras) no dudaron en juntarse y repartir tareas. Algunas de ellas perdieron la clorofila y por lo tanto la capacidad de hacer la fotosíntesis, pero en su lugar se especializaron en filtrar oxígeno para las demás, a cambio por supuesto de una parte del pastel. Esto desde luego que aumentó el rendimiento del grupo, pero las colonias de bacterias nunca fueron más allá a la hora de especializar a sus distintos miembros en la realización de cometidos concretos. 

Estas cianobacterias forman largas cadenas de células que colaboran entre sí para hacer la fotosíntesis. 

 Otras especies de bacterias optaron por convertirse en seres sociales, constituyendo auténticas entidades colectivas donde los intereses del grupo priman sobre los de los miembros individuales. Quizá el caso más espectacular sea el de Paenibacillus Dendritiformis, una especie de bacterias sociales con la capacidad de multiplicarse y extenderse coordinadamente, formando bellas arquitecturas y adoptando diferentes estrategias de expansión en función de las condiciones del medio en el cual se encuentran.

 Cada colina de estas asombrosas bacterias reacciona de una manera propia y forma distintos patrones según las diferentes condiciones de su entorno.

 Hasta que esto se descubrió nadie se había atrevido a conjeturar un comportamiento tan complejo por parte de organismos tan aparentemente simples como lo son las bacterias. No obstante lo que dejó patidifusos a los investigadores fue lo que sucede cuando se hace crecer a dos cepas hermanas de estas bacterias en la misma placa de petri.  Por favor, observen con atención la siguiente imagen:

 En efecto, ambas colonias inhiben sus respectivos crecimientos en la "zona fronteriza" evitando así sufrir cualquier tipo de competencia. Es más, en dicha tierra de nadie se encontró una sustancia que provocaba la muerte de precisamente aquellas bacterias que se encontraban cerca del borde y que era producida por ambas colonias con el fin de "mantener su frontera a salvo" (1). Todo un ejemplo de estrategia y planificación en las más primitivas criaturas del planeta, algo que hace que nos replanteemos muchas cosas que creíamos dar por sentadas (2).  

 Pero fueron las eucariotas, las células modernas con núcleo y orgánulos complejos, las que perfeccionaron la política de colaboración hasta el punto de llegar a generar directamente un nuevo tipo de ser vivo. Hasta hace muy poco se creía que esto solo fue posible después de un gran cambio genético, que permitió pasar desde la más libertaria individualidad a la colectividad más controlada. El problema era que un cambio tan completo y repentino era algo que chirriaba en la mente de los científicos. 

 Sin embargo ahora sabemos que en realidad no hubo ningún cambio radical, tan solo un sorprendente reciclaje de ciertos genes y mecanismos que los protistas (nombre genérico de los eucariotas unicelulares) ya venían usando desde hacía tiempo. Pongamos tres ejemplos:

 1) Las membranas de muchos protistas tienen la capacidad de adherirse o engancharse a otras células para poder cazarlas y comérselas. Ello fue aprovechado posteriormente a la hora de mantener unidos a grupos de células en colaboración, como por ejemplo las que forman nuestros tejidos. 

 2) Así mismo toda célula de vida libre tiene la imperiosa necesidad de saber que ocurre a su alrededor. Para ello sus membranas también cuentan con un avanzado sistema de recepción de señales que les avisa de la presencia de depredadores, alimento, cambios en las condiciones del medio, etc. En los seres pluricelulares los mismos sistemas facilitan la coordinación entre las distintas células. 

 3) A modo de tercer y último ejemplo, se sabe que algunas amebas sufren importantes cambios en su forma y estructura a lo largo de su ciclo vital. La sorpresa vino cuando se descubrió que en ello están implicados los mismos genes responsables del desarrollo embrionario en los animales, durante el cual se diferencian y especializan distintas clases de células con el fin de construir tejidos y acometer diferentes tareas. Así pues lo único que hicimos los animales fue reutilizar ciertos genes de ciertas amebas de cara a potenciar nuestro desarrollo.

   En realidad nada de esto debería de sorprendernos, pues la evolución, al igual que una corriente de agua, siempre tiende a seguir el camino más eficaz y que requiera lidiar con menos obstáculos. Y desde luego que el copiar-pegar no lo inventaron los estudiantes perezosos frente a un ordenador. Por supuesto que tuvieron que producirse cambios en la célula eucariota a la hora de ensamblarse y constituirse en un organismo pluricelular, pero como hemos visto el reciclaje de genes y mecanismos ya existentes simplificó y agilizó enormemente el proceso (3). 

 Ahora bien... ¿Quién fue el primero? ¿Cual fue la primera criatura pluricelular en deambular por los océanos de la Tierra primitiva? 

 Esta pregunta tiene muy difícil respuesta, sobre todo teniendo en cuenta que las células eucariotas no descubrieron la pluricelularidad una sola vez, sino como mínimo en cinco ocasiones distintas (4), dando lugar a muy distintos tipos de criaturas. Algunas incluso optaron por alternar modos de vida uni o pluricelulares según su conveniencia. Es el caso de ciertos miembros de la familia de los hongos mucilaginosos. Cuando los recursos abundan, cada hongo unicelular va por ahí por su cuenta y riesgo. Sin embargo ante una situación de escasez de alimento todos optan por juntarse y hacer causa común, formando una repugnante masa  de aspecto tumoroso  con la inquietante capacidad de arrastrarse de un lado a otro absorbiendo y compartiendo entre sus integrantes la comida que encuentra (5). Recientes investigaciones han descubierto que esta "masa" exhibe un comportamiento más complejo del que a primera vista cabría esperar, mostrándonos otro asombroso ejemplo de inteligencia colectiva allá donde menos esperábamos encontrarla.

Moho u hongo mucilaginoso reptando lentamente por el suelo en busca de material orgánico en descomposición que poderse zampar. 

 Otro caso de organismo "pluricelular a tiempo parcial" lo encontramos en la especie de hongo Dictyostelium discoideum, en la cual diferentes individuos de vida libre con forma de ameba se juntan formando bellas estructuras con el objetivo de reproducirse mediante la emisión de esporas (6). 

Diversos hongos unicelulares con forma de ameba de la especie Dictyostelium discoideum se juntan formando estos peculiares tallos con el fin de reproducirse lanzando esporas por doquier.

  No obstante fueron sin duda alguna los reinos de las plantas y de los animales aquellos dos que más éxito tuvieron y quienes más altos niveles de organización alcanzaron... aunque... ¿Fueron realmente los primeros en desarrollar una verdadera complejidad? Durante mucho tiempo así se pensó, hasta que a mediados del Siglo XX empezaron a descubrirse los extraños fósiles de unas misteriosas criaturas que nadie sabía como clasificar y que habían precedido en casi 100 millones de años a los restos de animales y plantas más antiguos conocidos. ¿Podría tratarse de un Reino hasta ahora desconocido y que exploró diferentes caminos evolutivos que finalmente terminaron en un callejón sin salida? ¿Estamos ante un experimento fallido de la vida pluricelular compleja? Hablamos de la conocida como "Fauna de Ediacara", toda una batería de extraños seres que serán los indiscutibles protagonistas del siguiente capítulo. 

  Notas y referencias: 

1) Más información sobre esta increíble bacteria en Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Paenibacillus_dendritiformis

2) Para tener una visión más completa acerca de lo que podemos entender como "comportamientos inteligentes" más allá de nuestra experiencia meramente humana recomiendo encarecidamente la lectura de este blog cuyo enlace dejo a continuación: http://blogs.cccb.org/lab/es/article_de-la-multiplicitat-dintel%C2%B7ligencies/

3) Referencia: Investigación y Ciencia, nº 437 de febrero de 2013. "El origen de la multicelularidad", artículo escrito por Alex de Mendoza, Arnau Sebé Pedrós e Iñaki Ruiz Trillo.

 Así mismo, recomiendo el siguiente enlace para ampliar información:

http://www.cienciakanija.com/2012/10/29/las-bacterias-iniciaron-la-evolucion-de-la-vida-multicelular/

4) O puede que más, en el artículo anteriormente citado se menciona a los protistas ciliados, los hongos mucilaginosos, las algas verdes, marrones y rojas, así como por supuesto a las plantas y los animales. En el caso de estos dos últimos ejemplos, se tienen evidencias de su existencia a partir del Cámbrico, hace unos 540 millones de años, aunque dado el nivel de desarrollo con el que aparecen en el registro fósil todo indica que debieron de haber surgido en algún momento anterior. Los demás grupos probablemente hubieran empezado a ensayar distintas formas de pluricelularidad desde mucho tiempo antes.

5) En los casos más extremos los hongos se juntan en los llamados plasmodios, una fusión en la que todas las células comparten material hasta el punto de que en la práctica un plasmodio puede ser considerado como una célula gigante con muchos núcleos, tantos como miembros unicelulares que se hubieran unido. De hecho el término técnico es "masa citoplásmica multinucleada", siendo el "citoplasma" como se denomina al interior y contenido de las células.  

 Encontrarán información más detallada sobre ello en la Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Moho_mucilaginoso

6) Para saber un poco más sobre ello:    

  http://www.scientificamerican.com/article/what-is-it-social-cells/

 Y quien realmente desee leer ampliamente sobre el tema, no deje de visitar el respectivo artículo de la Wikipedia:

  http://en.wikipedia.org/wiki/Dictyostelium_discoideum