El secreto del único animal que hace la fotosíntesis

“Elysia” se alimenta de un alga llamada Vaucheria litorea, que sí es autótrofa, es decir que lleva a cabo la fotosíntesis de la que obtiene comida gracias a la luz del sol y un puñado de nutrientes que obtiene del agua. La mayor aspiración de Elysia. El alga, igual que las plantas, puede hacerlo gracias a sus cloroplastos, las estructuras donde se lleva a cabo la fotosíntesis. Así que Elysia ha decidido robárselos.

Empeñada en facilitarse el avituallamiento diario, la babosa ha aprendido a digerir al alga sin dañar los preciados cloroplastos, capaces de transformar la luz del sol en comida. Así que los trata con sumo cuidado y las integra en sus células digestivas. Gracias a esta estrategia sus aspiraciones se han visto cumplidas y se las arregla para vivir durante meses sin probar bocado, simplemente alimentándose de la luz del sol. Esta rebuscada estrategia ha hecho famosa a Elysia como el primer animal capaz de realizar la fotosíntesis.

A los biólogos les intrigaba cómo era posible que la babosa fuera tan selectiva como para no digerir una parte del alga, justamente la que necesitaba para su propósito. Pero su mérito va mucho más allá. Resulta que este molusco de apenas seis centímetros tiene en su cromosoma genes del alga indispensables para mantener en buen estado los cloroplastos que le roba. De forma que se ha convertido también en el primer caso de transferencia de genes funcionales de una especie multicelular a otra para envidia de muchos investigados. Y es que esa transferencia genética es precisamente el objetivo de la escurridiza terapia génica como panacea para corregir enfermedades de base genética en los seres humanos.

Sí se sabe que las bacterias se intercambian genes entre ellas, para aumentar sus posibilidades de supervivencia e incluso la capacidad de resistir a los antibióticos. Pero se trata de organismos unicelulares. Y esta es la primera vez que se ha visto este proceso entre seres más complejos y además de dos reinos diferentes. Este “envidiable” proceso se denomina transferencia horizontal de genes. Y a este excepcional hecho hay que unirle otro no menos llamativo, mencionado antes, su capacidad para establecer una simbiosis con un orgánulo celular, en lugar de con otro ser vivo, como es lo habitual.

Aunque las estrategias de la babosa se conocen desde hace tiempo, The Biological Bulletin acaba de publicar la primera evidencia directa de que los cromosomas de esta babosa de mar verde brillante con aspecto de hoja tienen algunos genes que provienen de las algas que se come. Estos genes ayudan al molusco a mantener los procesos fotosintéticos dentro de su intestino, lo que le facilitan toda la comida que necesita durante una larga temporada. Otro intrigante hallazgo, ¿cómo un gen que come la babosa puede ser luego funcional e integrarse correctamente en su genoma?, que abre paso a otra inquietante pregunta, ¿los genes que comemos pueden integrarse en nuestro genoma? Y detrás de este interrogante se deslizan mucho más...

Lógicamente los investigadores se preguntan si este molusco marino que aspira a ser una planta es un buen modelo para una terapia humana Probablemente no, argumentan, pero está claro que averiguar el mecanismo de esta transferencia de genes de origen natural puede ser muy instructivo para futuras aplicaciones médicas, señala uno de los autores del estudio, Sidney K. Pierce, profesor emérito de la Universidad del Sur de Florida.

Se sabe desde 1970 que Elysia "roba" los cloroplastos del alga Vaucheria litorea y los incorpora a sus propias células digestivas. Una vez dentro, los cloroplastos siguen haciendo la fotosíntesis hasta nueve meses, que es mucho más tiempo de lo que funcionan en las algas. Gracias a este proceso de la fotosíntesis, se producen en el interior de la babosa los carbohidratos y lípidos necesarios para su nutrición, sin que tenga buscarlos e ingerirlos.

"Este trabajo confirma que uno de los genes del alga necesarios para reparar los daños en los cloroplastos y mantenerlos en funcionamiento está presente en el cromosoma de la babosa", explica Pierce. Pero aún hay más, el gen incorporado se transmite a la siguiente generación. El sueño de todo el que se dedica a la terapia génica: una que sea definitiva y se transmita de padres a hijos en patologías hereditarias: "El gen se incorpora en el cromosoma de la babosa y se transmite a la siguiente generación”.

La descendencia sólo tiene que “robar” los cloroplastos de las algas, ya que los genes para mantener los cloroplastos ya están presentes en el material genético que han recibido de sus progenitores, aclara Pierce. Por cierto, ese robo de cloroplastos se denomina cleptoplastia, por analogía con la cleptomanía, una patología que lleva a las personas a robar para satisfacer un impulso, más que por un motivo económico.

"Es imposible que los genes de un alga puedan funcionar dentro de una célula animal", dice Pierce. "Y sin embargo, aquí lo hacen y permiten que el animal dependa de la luz del sol para su nutrición. De forma que si algo le sucede a su fuente de alimento, tiene una forma de no morir de hambre hasta que encuentre más algas para comer."

Esta adaptación biológica es también un mecanismo de evolución rápida, explica Pierce. "Cuando se produce una transferencia exitosa de genes entre especies, la evolución puede ocurrir básicamente de una generación a la siguiente", señala, en lugar de requerir miles de años.