Animales que realizan la fotosíntesis y esponjas a las que les gusta pensar

En el libro de proverbios de la Biblia se dice: aquel que cree disturbios en su casa heredará el huracán, y el tonto se convertirá en el sirviente del puro de corazón. Inspirados por esa frase, los dramaturgos Jerome Lawrence y Robert Edwin Lee, titularon a una de sus obras La herencia del viento. En ese guión de teatro se representan unos hechos ocurridos en 1925, cuando el biólogo americano John Scopes fue arrestado y acusado por enseñar la evolución, contraviniendo así las sagradas escrituras. Stanley Kramer realizó una versión cinematográfica con Spencer Tracy como protagonista en 1960. En el juicio podemos ver algunos diálogos llenos de pasión, como por ejemplo cuando el abogado evolucionista le pregunta al abogado creacionista si él cree que una esponja podría pensar. El abogado creacionista responde que si Dios quisiera una esponja podría hacerlo, pero entonces el evolucionista le pregunta si creería justo que Dios otorgara los mismos privilegios a un hombre que a una esponja, respondiendo el otro con un rotundo sí. En ese momento Spencer Tracy dijo una de las frases más recordadas del cine de su época: ¡entonces este hombre (señalando a Scopes) quiere tener los mismos privilegios que una esponja, quiere tener derecho a pensar! Si tenéis la oportunidad de ver esta película os la recomiendo encarecidamente.

1

Durante siglos hemos ido encontrando cosas que nos han hecho recapacitar, cosas mucho más raras que el concepto de una esponja pensante. Hemos sido testigos de revoluciones del conocimiento biológico, como que nuestra especie surgió de la hibridación de otras subespecies de homínidos [1], saber que los genes pueden saltar de una especie a otra con la denominada transferencia horizontal [2], secuenciar el genoma humano o desarrollar con éxito terapias génicas. Siguiendo con esta línea, en los últimos años estamos siendo testigos de una revolución en el concepto clásico de animal.

No es la primera vez que se ha descrito un animal fotosintético, uno de los primeros fue el molusco Pomacea canaliculata, que posee simbiosis internas con algas que hacen la fotosíntesis por él. Nada del otro mundo si tenemos en cuenta que nosotros también tenemos muchas bacterias en nuestro intestino que realizan funciones que no podríamos hacer [3].

2
Pomacea canaliculata

El siguiente paso de gigante en esa revolución fue el molusco Elysia chloroticaque, quien puede hacer la fotosíntesis almacenando cloroplastos después de robárselos a las algas. ¿Qué hace tan especial a este molusco? Para empezar almacena cloroplastos y no las algas enteras. El cloroplasto es el orgánulo celular que se encarga de hacer la fotosíntesis, por lo que estos moluscos no almacenan células fotosintéticas sino las partes de las algas que le permiten hacer la fotosíntesis. Por otro lado, el molusco mantiene vivos a los cloroplastos durante largos periodos de tiempo, ¿cómo puede ser esto posible? Al principio se dijo que estos moluscos tenían algunos genes de algas integrados dentro de su propio genoma, lo cual les permitiría mantener vivos a los cloroplastos [3]. No obstante análisis posteriores arrojan más incertidumbre sobre este caso en particular: al estudiar con detenimiento algunos huevos de Elysia chloroticaque no se han encontrado los genes de las algas que se supone que tendrían que estar allí [4]. Se abre la posibilidad de que, a pesar de haber visto genes de algas en muestras de moluscos adultos, esto se haya producido después de una contaminación en el laboratorio. No obstante este no es el animal del cual quería hablaros hoy.

3

Elysia chloroticaque

Continuemos nuestra travesía a través de la fotosíntesis animal. El siguiente paso que se ha dado es mucho más espectacular que el anterior ya que posiblemente es la primera vez que se ha descrito un animal fotosintético real, es decir, que no depende de otro organismo para realizar la fotosíntesis. Acyrthosiphon pisum es un pulgón extremadamente común. Es más, el insecto del cual estamos hablando es tan abundante que se usa como organismo modelo. La coloración de estos pulgones involucra a los carotenoides, que son pigmentos producidos por muchos organismos fotosintéticos. Un estudio publicado en Science demostró que estos pulgones crean sus propios carotenoides, cosa que no hace ningún otro animal conocido. Los genes que tienen para la fabricación de los pigmentos coinciden con los de algunos hongos, por lo que la explicación más razonable es que se produjo una transferencia de genes entre ambas especies.

Vale, pero tener carotenoides no es sinónimo de hacer la fotosíntesis, continuemos con la historia. La síntesis de carotenoides en esos pulgones es tan elevada que los investigadores creyeron que podrían tener un papel importante más allá de sus propiedades antioxidantes. A raíz de estas sospechas se ha visto que los pulgones capturan energía lumínica y que transfieren electrones hasta moléculas aceptoras. Los potenciales de reducción de las moléculas involucradas en este proceso son compatibles con la reducción de la coenzima NAD1, y eso podría indicar la presencia de un sistema arcaico de fotosíntesis [5].

Por otro lado cuando los investigadores midieron los niveles de ATP —la moneda de intercambio energético de los seres vivos— los pulgones verdes, que contienen altos niveles de carotenoides, tienen mucha más cantidad que los blancos, que tiene bajas cantidades del pigmento. Por otra parte la producción de ATP aumentó cuando los pulgones de color naranja —que contienen una cantidad intermedia de carotenoides— fueron colocados debajo de la luz, bajando dicha cantidad cuando eran trasladados a condiciones de oscuridad.

No obstante y a pesar de todo lo dicho una de las autoras del trabajo, María Capovilla, matiza que aunque los experimentos son satisfactorios aún hace falta mucho trabajo antes de confirmar la habilidad fotosintética de los pulgones. [6]

Resumiendo, estamos ante pulgones que podrían estar realizando la fotosíntesis y actuando, al menos parcialmente, como tradicionalmente hemos pensado que hacían las plantas. Este sistema sería autónomo de cualquier organismo vegetal y sería la primera vez que se habría descrito algo parecido. Por lo que parece estos pequeños pulgones podrían romper el dogma de que los animales son enteramente heterótrofos.

4

Acyrthosiphon pisum

Otro animal curioso es la salamandra Ambystoma maculatum y la simbiosis que mantiene con algas, ya que aunque se conocía desde hace tiempo esa relación ahora se ha verificado que es mucho más estrecha de lo que parece, siendo importante incluso en las etapas embrionarias del animal. Ahora bien, ¿qué tiene de curioso esta simbiosis? Que se ha visto que las algas se encuentran dentro de las células de la salamandra y además hay evidencias claras de que este vertebrado utiliza el carbono fijado por los cloroplastos que viven dentro de sus células [7] [8] [9].

5

Ambystoma maculatum

pnas.1018259108fig03
Las imágenes (C y D) están tomadas al microscopio electrónico, y vemos algas dentro de las células de la salamandra que revelan los gránulos de almidón (S), los grana del cloroplasto (G), el núcleo (N) y vacuolas (V)

Nos acercamos poco a poco a la muerte de los dogmas que hemos ayudado a crear y vamos entendiendo poco a poco que la palabra evolución no tiene solo un sentido biológico. La ciencia evoluciona constantemente y, al igual que nos parece extraño que antiguamente se condenara a los biólogos por enseñar la teoría de la evolución, si no mantenemos la mente abierta dentro de unos años puede que los extraños seamos nosotros ante los ojos de nuestros hijos. Animales fotosintéticos: suena raro pero es posible.

Referencias

[1] Primer enlace

[2] Segundo enlace

[3] Tercer enlace

[4] Cuarto enlace

[5] Quinto enlace

[6] Sexto enlace

[7] Séptimo enlace

[8] Octavo enlace

[9] Noveno enlace

1 comentario en «Animales que realizan la fotosíntesis y esponjas a las que les gusta pensar»

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *