Hace tres mil millones de años, las cosas en la Tierra eran diferentes. Por un lado, no había todo este oxígeno por todas partes: las primeras cianobacterias tenían que encontrar una forma de vivir con dióxido de carbono volcánico , agua y luz solar. Estos organismos de antaño vivían anaeróbicamente , sin oxígeno. Curiosamente, lo que respiramos hoy es el tipo de atmósfera que hicieron posible para nosotros, porque el subproducto de su producción de alimentos, el oxígeno, finalmente superó la atmósfera de la Tierra. Los organismos anaeróbicos fueron forzados a refugiarse en rincones y recovecos sin oxígeno del planeta y se mantuvieron simples y unicelulares.
Es un animal, pero sin mitocondrias
Sin embargo, cuando hay una regla, generalmente hay una excepción, y un grupo de científicos ha descubierto un pequeño cnidario parásito , un pariente de una medusa, que aparentemente no usa oxígeno para respirar. Publicaron sus hallazgos en la edición del 24 de febrero de 2020 de Proceedings of the National Academy of Sciences.
Este animal, Henneguya salminicola , es un pequeño parásito con cabeza alienígena y una cola larga que se alimenta del tejido muscular del salmón y otros peces. Es un eucariota , un miembro de un amplio grupo de organismos que incluye la mayoría de los seres vivos que puedes ver a simple vista: animales, plantas, hongos, etc. Las células de los eucariotas contienen todo tipo de orgánulos elegantes que sus contrapartes más primitivas , los procariotas , no tienen. Uno de esos orgánulos es la mitocondria, una estructura que tiene un pequeño genoma propio, separado del resto del organismo, y que las células eucariotas utilizan para producir energía, con la ayuda del oxígeno.
Pero dentro de los grupos más grandes que llamamos "eucariotas", hay algunas especies unicelulares no animales que son anaeróbicas. No tienen mitocondrias, pero tienen algo que los científicos llaman "orgánulos relacionados con las mitocondrias". Henneguya salminicola es el primer animal en tener esta característica.
Todo es muy extraño, pero ¿cómo llegaron a ser así?
Evolución de una anomalía
" Es casi seguro que los ancestros de Henneguya tenían mitocondrias", dice el coautor del estudio Stephen Atkinson, profesor de investigación en el Departamento de Microbiología de la Universidad Estatal de Oregon, en una entrevista por correo electrónico. "Todos sus parientes más cercanos tienen mitocondrias, por lo que la evolución a un estilo de vida anaeróbico y la pérdida de mitocondrias funcionales parece ser una adaptación reciente de esa especie por sí sola, ¡al menos que conocemos hasta ahora!"
En las células de los animales típicos, las mitocondrias utilizan oxígeno en un proceso de varios pasos para crear energía química. El equipo de investigación descubrió que el parásito acaba de tener que adaptarse a un entorno con muy poco oxígeno disponible. Sin la necesidad de mitocondrias, perdió las instrucciones genéticas para al menos varias partes de los procesos que usan oxígeno; por ejemplo, Henneguya salminicola ha perdido su genoma mitocondrial, que otras células animales necesitan porque contienen las instrucciones para usar oxígeno. Al perder el genoma, el parásito ahorra energía al no tener que copiar genes de cosas que ya no necesita.
Pero, ¿cómo puede sobrevivir sin oxígeno en primer lugar?
"Suponemos que, en cambio, debe absorber moléculas relacionadas con la producción de energía de las células huésped, que ya han realizado parte del procesamiento", dice Atkinson. "¡Robarle algo al anfitrión es fundamental para el parasitismo!"
¿Qué significa ser un animal?
Como muchos descubrimientos importantes, este hallazgo fue totalmente inesperado: los investigadores esperaban comparar los genomas de dos pequeños parásitos, y cada vez que intentaban ejecutar el de Henneguya salminicola , obviamente algo era muy extraño. Al investigarlo más a fondo, encontraron que sus células contenían una pequeña bolsa vacía donde podría haber estado una mitocondria.
"Este descubrimiento ha ampliado nuestra comprensión de lo que significa ser un 'animal' al mostrar que incluso la vida compleja puede evolucionar de manera que tenga éxito en entornos sin oxígeno", dice Atkinson. "Saber que los animales anaeróbicos pueden existir nos alerta sobre el hecho de que debemos estar atentos a esto en otras especies, y tal vez buscar en ambientes anaeróbicos animales donde nunca antes hubiéramos visto. buscará mitocondrias inusuales o faltantes en otras especies a partir de ahora, para intentar descubrir las conexiones entre los huéspedes, el tejido y el medio ambiente que conducen a la pérdida de la función mitocondrial para aprovechar el metabolismo anaeróbico ".
El descubrimiento de mecanismos anaeróbicos en estos parásitos también podría abrir una nueva vía de tratamiento, ya que se han utilizado fármacos específicos para atacar otros parásitos anaeróbicos.
Eso es interesante
Otros dos eucariotas que han perdido sus mitocondrias son la giardia, un parásito intestinal, y el parásito que causa la tricomoniasis, una infección de transmisión sexual, o "trich", llamada Trichomonas vaginalis .
