Ir al contenido principal

La salamandra moteada tienen algas viviendo dentro de las células de sus embriones

La endosimbiosis mutualista es aquella donde un organismo vive dentro de las células de otro, beneficiándose mutuamente. Este tipo de relación interespecífica es bastante común en el mundo natural, siendo la endosimbiosis entre un microorganismo fotosintético y una célula eucariota —como hospedero— la forma más prominente. También es común ver la endosimbiosis en ciertos insectos como los áfidos, donde una bacteria es capaz de cambiar el color de animalito para que logre esconderse de sus predadores.

El problema es que la endosimbiosis en animales superiores (Ej. vertebrados) es muy difícil debido a que el sistema inmunológico atacará y eliminará a cualquier organismo extraño que trate de ingresar a las células. Por otro lado, los microbios que habitan en nuestro tracto gastrointestinal —aquellos quienes nos benefician en el proceso digestivo— no son precisamente endosimbiontes, ya que viven fuera de las células. Pero, tal vez la asociación entre microbios y embriones de vertebrados podría ser un buen candidato para la simbiosis intracelular ya que, en tempranas etapas del desarrollo del animal, el sistema inmunológico aún no se ha desarrollado por completo, permitiendo al huésped poder adaptarse a él.

Un artículo publicado en 1888 reporta el primer caso de simbiosis entre un alga y los embriones de la salamandra moteada (Ambystoma maculatum). Estas salamandras, que pasan la mayor parte de su vida bajo tierra y sólo salen a la superficie durante la primavera para reproducirse, depositan sus huevecillos en pequeñas lagunas o pantanos temporales. Extrañamente, los huevos de esta salamandra son de color verde, esto debido a la gran acumulación de algas alrededor dentro del embrión, según reportaron Kerney et al. hoy en PNAS.

green_egg

Si bien el beneficio mutuo de estos dos organismos ha sido determinado el siglo pasado, recién ahora se ha confirmado que las algas y el embrión se encuentran mas estrechamente relacionados de lo que se pensaba, esto gracias a la combinación de técnicas de fluorescencia, microscopía electrónica y análisis de secuencias de ADN ribosomal.

Se cree que las algas se benefician de los residuos nitrogenados desechados por los embriones, mientras que los embriones se benefician de las grandes cantidades de oxígeno liberado por las algas. Si las algas son removidas de los embriones, estos no se desarrollan correctamente, los huevos eclosionan prematuramente y aumenta su tasa de mortalidad. Por otro lado, si se remueve el embrión dejando sólo el contenido del huevo, el crecimiento de las algas es mínimo.

En base al análisis genético, se identificó al alga como un miembro del orden Chlamydomonadales, tal vez sea de la especie Oophila amblystomatis, con quien comparte una alta similaridad genética.

Algo que no ha podido ser resuelto completamente es cómo el alga ha logrado ingresar al embrión. Por ejemplo, en los insectos, sus endosimbiontes entran a través de la comida y la integración del alga a sus células se da como parte de la asimilación del proceso digestivo —como si fueran nutrientes que entran a la célula. En cambio, en A. maculatum el alga ingresa al embrión a través del blastoporo, antes de la formación del estomodeo (partes del desarrollo de la boca y canal alimenticio). Pero, también hay otras algas que se encuentran dentro del tejido epidérmico, los cuales se encuentran alejados del canal alimenticio, y se cree que en este caso, las algas ingresaron directamente atravesando el tegumento embrionario.

También existe la posibilidad de que las algas son trasmitidas a los embriones directamente por la madre (transmisión vertical). Sin embargo, las imágenes del microscopio y las pruebas de cultivo no evidenciaron la presencia de algas en el oviducto, aunque si se logró detectar secuencias de la subunidad 18S del ADN ribosomal del alga. Por otro lado, tampoco se ha descrito el proceso de adquisición ambiental de las algas en los charcos donde se desarrollan los huevos.

Una vez dentro deben decidir recibir más luz o recibir más compuestos nitrogenados, formándose una gradiente de concentración de algas.

Para terminar, los simbiontes intracelulares son comunes en muchos organismos, inclusos en metazoos, pero es la primera vez que se caracteriza en vertebrados. El sistema inmunológico es el principal impedimento para la endosimbiosis, pero, si éste aún no se ha desarrollado, podría ser aprovechado por algún organismo para lograr internalizarse en las células del hospedero. Tal vez, la explicación de la ausencia de endosimbiontes en vertebrados sea porque no se ha investigado lo suficiente en este tema.


Referencia:

ResearchBlogging.orgRyan Kerney, Eunsoo Kim, Roger P. Hangarter, Aaron A. Heiss, Cory D. Bishop, & Brian K. Hall (2011). Intracellular invasion of green algae in a salamander host Proceedings of the National Academy of Sciences : 10.1073/pnas.1018259108

Comentarios

Entradas más populares de este blog

¿Qué fue del estudio más grande sobre la seguridad de los transgénicos?

La tarde del 11 de noviembre de 2014, en un hotel londinense, se anuncia el lanzamiento de "Factor GMO", el experimento a largo plazo más extenso y detallado jamás realizado sobre un alimento transgénico y su plaguicida asociado.


Con un costo estimado de 25 millones de dólares, el estudio buscaba aportar —con una solidez sin precedentes— valiosa información para permitir a las autoridades reguladoras, los gobiernos y la población general, responder si es seguro el consumo de Organismos Genéticamente Modificados (OGM) o la exposición a su herbicida asociado en condiciones reales.

El experimento —que se llevaría a cabo en un laboratorio secreto en el territorio ruso para evitar cualquier injerencia externa— consistía en someter a 6.000 ratas de laboratorio a diversas dietas basadas en el maíz transgénico NK603 y su herbicida asociado (RoundUp), cuyo principio activo es el glifosato. Es similar al famoso estudio realizado Guilles-Eric Seralini, pero a mayor escala. Solo para re…

¿Por qué tanto miedo al bromuro de etidio?

El bromuro de etidio (BrEt) es un agente químico muy usado en técnicas de biología molecular para teñir nuestros geles de agarosa y poder apreciar nuestras bandas de ADN; ya sean de los productos de extracción o de PCR. Existen dos formas de teñir los geles: i) remojando el gel de agarosa por 15 minutos en una bandeja con BrEt (0,5 mg/L) después de haber hecho la electroforesis o ii) añadiendo el BrEt directamente al gel al momento de prepararlo. Con la primera evitamos contaminar nuestra cámara de electroforesis con BrEt y con la segunda evitamos exponernos a salpicaduras y otros accidentes que pueden ocurrir al hacer la tinción en bandeja.


Se han dado cuenta que desde que entramos a un laboratorio de biología molecular nos tienen traumados con el BrEt: "¡Cuidado que te salpique!", "¡no lo huelas!", "¡usa tres guantes!", "¡no es por ese lado!", "¡si te cae en la piel te va a dar cáncer y te puedes morir!", entre otras cosas más.

Si b…

TOP 10: Las peores cosas de trabajar en un laboratorio

Encontré este interesante artículo publicado en Science Careers. La verdad es que me ha gustado mucho —me sentí identificado con varios aspectos— tanto que me tomé la libertad de traducirlo y hacerle algunas modificaciones, en base a mi experiencia personal, para ustedes.Tus amigos no-científicos no entienden lo que haces.

Cuando te reúnes con tus amigos del colegio o del barrio y empiezan a hablar acerca de sus trabajos, qué es lo que hacen y cuáles han sido los logros más recientes, ellos fácilmente lo pueden resumir en un “he construido una casa/edificio/puente/carretera”, o “he dejado satisfecho a un cliente” (que feo sonó eso xD), o tu amigo abogado dirá “he sacado de la cárcel a un asaltante confeso y encima he logrado que lo indemnicen”, pero cuando te toca a ti ¿qué dirás? “Bueno he curado… uhm, la verdad no he curado, las ratas viven un poco más pero no las he curado, así que he descubierto… no, esa palabra es muy fuerte. La verdad he probado… este… tampoco, las pruebas están …