Representación de unas mitocondrias. Producen la energía de las células de los animales, plantas y hongos
Representación de unas mitocondrias. Producen la energía de las células de los animales, plantas y hongos - ADOBE PHOTOSTOCK
NATURE

Reescriben el misterioso origen de las «centrales de energía» de los seres vivos

Una investigación propone una nueva explicación para la aparición de las mitocondrias, pequeños órganos celulares presentes en todos los seres vivos complejos

MADRIDActualizado:

Todo lo que hacemos es posible gracias a las mitocondrias, las diminutas «centrales de energía» de las células. Ellas son las que nos permiten respirar, jugar al fútbol o tener brillantes ideas para decorar el salón. Cuando las mitocondrias fallan, aparecen, por ejemplo, la ceguera, enfermedades hepáticas o problemas de desarrollo. Y no solo son importantes para el hombre: tienen la importante función de suministrarle energía a todas las células de animales, hongos y plantas, por lo que su papel en la evolución de los seres vivos es gigantesco. Curiosamente, las mitocondrias eran, en origen, «simples» bacterias. De hecho, hoy en día tienen su propio material genético, al margen de los cromosomas. Se cree que algunos de estos microbios vivían libremente pero que comenzaron a vivir dentro de otras células más grandes. Con el tiempo, cambiaron y comenzaron a fabricar energía para otros a cambio de un sustento. Pero, ¿quiénes eran estas bacterias antes de ser mitocondrias?

Durante mucho tiempo se ha considerado que las mitocondrias son parientes de las alfaproteobacerias, unas bacterias que viven dentro de otras células (en alianza o aprovechándose de estas). Ahora, un nuevo estudio publicado en «Nature» ha venido a reescribir esta teoría. Científicos de la Universidad de Uppsala (Suecia) han concluido que las mitocondrias provienen de un ancestro desconocido, que fue el que luego dio origen a las alfaproteobacterias. Lo más interesante es que esto le sugiere a los investigadores dónde deben y dónde no deben mirar para encontrar a los antepasados de las mitocondrias.

«Lo más importante es que hemos logrado tener una mejor comprensión sobre el origen de la mitocondria», explicó a ABC Thijs Ettema, director de la investigación y científico en la Universidad de Uppsala. «En esencia, en un solo estudio hemos refutado 15 o 20 años de especulaciones sobre la aparición de las mitocondrias, y hemos abierto un nuevo camino para las investigaciones que quieran encontrar a las actuales bacterias parientes de las mitocondrias».

La teoría de la simbiosis

La bióloga Lynn Margulis fue la primera en explicar de forma convincente cuál podía ser el origen de las «centrales de energía» de las células. Para ello, creó la teoría de la endosimbiosis, que explica un proceso en el que una bacteria autónoma acaba viviendo dentro de una célula hospedadora más grande y dependiendo de ella. En general, se asume que esto ocurrió una vez hace 1.600 o 2.100 millones de años. Se sospecha que una arquea acogió a una bacteria, y que con el paso del tiempo esta adquirió el papel de «central energética».

Saber esto es muy importante, porque, no solo marca el momento del nacimiento de las células complejas, las eucariotas, sino que además coincide con el momento en que las bacterias produjeron el oxígeno que hoy respiramos. Ambas cosas son, con diferencia, dos de los eventos más importantes en toda la historia de la vida de la Tierra.

Sin embargo, durante décadas el debate de cómo eran estas células ha estado sujeto a una gran controversia. Se solía apuntar a las alfaproteobacterias como descendientes de las primeras mitocondrias, pero nunca se ha coincidido en cuál de las actuales podría ser ese pariente que se busca.

Según explica Ettema, el problema ocurre porque, o bien no se han encontrado todavía a los parientes contemporáneos de estas bacterias ancestrales, o bien porque, sencillamente, reconstruir esta historia es tan difícil que no se han podido obtener buenas respuestas.

En esta ocasión, los investigadores han probado por otro camino. En vez de comparar entre bacterias conocidas y mitocondrias, han usado enormes cantidades de datos recogidas en los océanos Pacífico y Atlántico para identificar 40 nuevas alfaproteobacterias de 12 grupos distintos.

Un fracaso en la investigación

La esperanza de los investigadores era que los análisis que tuvieran en cuenta a estas bacterias recién conocidas tuvieran resultados más claros. Pero lo cierto es que no han logrado encontrar a una bacteria actual que se parezca a las mitocondrias.

En vez de eso, los resultados han sugerido que las mitocondrias están más alejadas de las alfaproteobacteiras de lo que se pensaba. Y que el ancestro de las fábricas de energía es también el ancestro de estas bacterias.

Mitocondrias y alfaproteobacterias tuvieron un ancestro muy importante en la aparición de los seres vivos complejos
Mitocondrias y alfaproteobacterias tuvieron un ancestro muy importante en la aparición de los seres vivos complejos - Joran Martijn, Universidad de Uppsala

«Las mitocondrias y las alfaproteobacterias comparten un último ancestro común que vivió hace unos 2.000 millones de años. Desde entonces, las mitocondrias han evolucionado hacia los orgánulos que conocemos hoy en día, viviendo dentro de las células, reduciendo el tamaño de su genoma e integrándose con su hospedador», resumió Ettema. «Por eso, hoy en día las mitocondrias no se parecen nada a sus ancestros».

A pesar de todo, quizás quede algún rastro ahí fuera. Una vez que los investigadores han explorado en una parte de los océanos, ahora continuarán en otras partes su búsqueda de los posibles parientes de las mitocondrias. «Nuestro estudio abre nuevos caminos para rastrear el ambiente, y en principio podríamos mirar en cualquier parte». ¿Hasta qué punto es probable que puedan encontrar a los descendientes de las bacterias que originaron las mitocondrias? No es posible saberlo, pero Thijs Ettema cree que «si aún existen los parientes modernos de la mitocondrias, acabaremos encontrándolos».