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Origen del cloroplasto: Cómo un antiguo eucariota se tragó una cianobacteria fotozintetizadora

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Bristol, ha arrojado nueva información sobre el origen, el momento y el hábitat en los que el cloroplasto (organelo encargado de realizar el importante proceso de la fotosíntesis en plantas y algas) evolucionó por primera vez.

La biosfera de la Tierra está impulsada por la fotosíntesis. Durante este proceso fundamental, las algas y las plantas captan la luz solar y transforman el dióxido de carbono en hidratos de carbono, dividiendo las moléculas de agua y liberando oxígeno. La fotosíntesis tiene lugar en organelos o subunidades especializadas de color verde dentro de la célula, conocidos como cloroplastos.

Los científicos han sabido que las algas y las plantas terrestres evolucionaron después de un organismo complejo con un núcleo, los cuales se conocen como eucariotas. Este eucariota antiguo habría tragado (sin digerir o metabolizar) bacterias fotosintéticas,  comúnmente conocidos como algas de color azul-verde o cyanobacterium.

Si bien se acepta que las cianobacterias son los ancestros del cloroplasto, no está claro cuáles de las cianobacterias están más relacionadas con el cloroplasto, cuando esta asociación apareció por primera vez en términos geológicos y en qué tipo de hábitat esta asociación tuvo lugar inicialmente. Este nuevo estudio muestra que el linaje del cloroplasto se separó de su ancestro cianobacteriano más cercano hace más de 2.100 millones de años en ambientes de baja salinidad.

Se necesitaron otros 200 millones de años para que el cloroplasto y el huésped eucariota estuvieran íntimamente asociados en una relación simbiótica. Este estudio evolutivo también reveló que los grupos de algas marinas se diversificaron mucho más tarde, alrededor de 800-750 millones de años.

La Dra. Patricia Sánchez-Baracaldo, investigadora de la Royal Society en la Escuela de Ciencias Geográficas de la Universidad de Bristol, dijo: “Los resultados de este estudio implican que organismos complejos como algas evolucionaron por primera vez en ambientes de agua dulce, y posteriormente colonizaron ambientes marinos”. Estos resultados también tienen enormes implicancias para la comprensión del ciclo del carbono.

“Los datos genómicos y los sofisticados métodos evolutivos ahora se pueden usar para trazar una imagen más completa de la vida temprana en la tierra, complementando lo que se ha inferido previamente a partir del registro fósil”.

El profesor Davide Pisani de las Escuelas de Ciencias Biológicas y de la Tierra dijo: “Nuestro planeta es un lugar hermoso y existe en un contraste tan agudo con el resto del sistema solar. Piense en esas imágenes satelitales hermosas donde se ve el verde de los bosques y el tono verde/azul del agua.”

“Bueno, la Tierra no era así antes de la fotosíntesis, antes de la fotosíntesis era un lugar extraño, inhabitable para los seres humanos, aquí llevamos a cabo grandes pasos para aclarar cómo la Tierra se convierte en el planeta que conocemos hoy, y creo que eso es maravilloso”.

El profesor Andrew H. Knoll de la Universidad de Harvard añadió: “La integración de las observaciones de la biología molecular, la paleontología y la historia ambiental ofrece nuevas perspectivas sobre la profunda y profundamente entrelazada historia de la Tierra y la vida”.

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