Hace millones de años, la simbiosis entre dos células creó un nuevo reino en la naturaleza. Estamos tratando de replicar la reunión

Hace aproximadamente mil millones de años, la historia de nuestro planeta dio un giro crucial que lo transformaría para siempre. Este evento no fue el primero de su tipo; de hecho, una serie de sucesos similares se remontan a millones de años antes, cuando un fenómeno análogo permitió la aparición de formas de vida complejas en la Tierra. En esta ocasión, era el momento de las plantas.

Todo esto sucedió debido a que una célula logró tragarse a otra.

1+1 = 1. Un equipo de investigadores está intentando recrear en un laboratorio las condiciones que llevaron a la aparición de organismos unicelulares, los antecesores de todas las plantas actuales y pasadas. El proyecto, denominado 1+1 = 1, pretende lograr más que un simple estudio sobre la evolución de estos organismos; busca también desarrollar nuevas herramientas que puedan ser utilizadas en los campos de la biotecnología y la medicina.

Un primer cambio radical. Para entender mejor este experimento, es necesario retroceder a dos momentos clave en la historia evolutiva de la vida en la Tierra. El primer evento que inició estos cambios tuvo lugar hace aproximadamente 2,000 millones de años, aunque las estimaciones pueden variar. Este cambio ocurrió cuando una célula simple y procariota se tragó a otra y, posteriormente, la convirtió en un orgánulo dentro de sí misma.

La célula engullida contaba con la capacidad de producir energía a partir de compuestos químicos, algo que resultó ser altamente ventajoso para la célula «huésped». Esta interacción dio lugar a la creación de lo que hoy conocemos como mitocondrias. La disponibilidad de esta nueva fuente de energía fue fundamental para la evolución celular, permitiendo que las células desarrollaran núcleos independientes y, posteriormente, dieran origen a formas de vida complejas.

Segundo acto. Aproximadamente mil millones de años después de la aparición de las primeras células eucariotas, la historia se repitió una vez más: una célula se tragó a otra y la transformó en otro orgánulo. En esta ocasión, la célula tragada eran las cianobacterias, organismos capaces de realizar el proceso de fotosíntesis.

Al unirse a una célula eucariota, las cianobacterias se convirtieron en cloroplastos, permitiendo que su huésped disfrutara de los beneficios de la fotosíntesis. Esta transformación dio paso a un nuevo reino de la vida, el de las plantas.

De la simbiosis a la unión total. El proceso de integración entre las células fue gradual; las primeras células individuales comenzaron con una relación simbiótica. A lo largo de millones de años, esta relación evolucionaría hacia una integración total. Recrear el proceso en laboratorio puede no ser del todo factible, por lo que el enfoque se centra en los primeros pasos, buscando crear una «simbiosis sintética» que nos permita investigar los procesos que llevaron a la formación de células complejas.

El equipo detrás de este proyecto desea observar el proceso de forma detallada, replicando esta relación sintética entre dos organismos en condiciones controladas. Los microorganismos seleccionados para el experimento son una bacteria, Burstar Paramecium, y una alga unicelular, Chlorella vulgaris. La simbiosis que buscan replicar es similar a la que ocurre en la naturaleza, donde la bacteria actúa como anfitrión para las algas.

Nuevas herramientas. Para llevar a cabo esta investigación, el equipo emplea microchips diseñados específicamente para este fin, lo que permite estudiar las células con un estricto control sobre factores como la luz, la temperatura y la disponibilidad de nutrientes. Para inducir la simbiosis, las bacterias son sometidas a condiciones estresantes mientras se observan las interacciones con el organismo asociado.

Los detalles metodológicos se pueden consultar en un artículo publicado en la revista Laboratorio en un chip.

Más común de lo que parece. Aunque tenemos evidencia de dos ocasiones en las que estas simbiosis avanzadas cambiaron drásticamente el curso de la vida, las relaciones entre organismos unicelulares que conducen a la endosimbiosis no son inusuales. En años recientes, se han descubierto casos similares en la naturaleza, como el caso de las algas Braarudoshaera bigelowii, que absorben una cianobacteria recién descubierta llamada Ucyn-A.

En | Luca, este fue el microorganismo ancestral del que surgieron todos los seres vivos actuales.

Imagen | Witting et al. (2025), Forschungszentrum Jülich / Degleex ganzorig