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La Endosimbiosis es un proceso evolutivo en el que un organismo vive dentro de otro organismo y ambos se benefician mutuamente. En lugar de ser digerido o destruido, el organismo que entra en el interior de otro comienza a cooperar con su anfitrión.

Con el paso del tiempo, esta relación puede volverse tan estrecha que ambos organismos terminan funcionando como una sola unidad biológica. Uno de los ejemplos más sorprendentes de este proceso ocurrió hace aproximadamente 2 mil millones de años, cuando una célula primitiva capturó a una bacteria.

Pero Pero ¿cómo ocurrió exactamente todo esto? A continuación exploraremos paso a paso cómo ocurrió este evento que cambió para siempre la historia de la vida en la Tierra.

Las primeras formas de vida

Imagina un planeta Tierra hace 4.000 millones de años: océanos calientes, atmósfera sin una gota de oxígeno y solo células microscópicas peleando por sobrevivir. No había plantas, ni animales, ni siquiera un pez. Solo organismos anaeróbicos (los que viven sin oxígeno) que obtenían energía fermentando azúcares o usando azufre e hidrógeno. Vivían felices… hasta que todo cambió.

El oxígeno llega y lo revuelve todo

Hace unos 2.400 millones de años, un grupo de bacterias llamadas cianobacterias descubrió la fotosíntesis oxigénica. Empezaron a “respirar” luz solar y, como desecho, ¡soltaron oxígeno al aire y al agua!

Fue el Gran Evento de Oxidación. Para las anaeróbicas fue como si alguien hubiera tirado veneno al planeta: muchas se extinguieron porque el oxígeno las mataba. Pero surgieron nuevas protagonistas: los organismos aeróbicos, que no solo toleraban el oxígeno… ¡lo usaban como combustible para producir energía!

Entre las bacterias apareció un grupo especialmente eficiente: las alfaproteobacterias, que podían utilizar oxígeno para producir energía mediante respiración celular, generaban hasta 18 veces más energía que la fermentación anaeróbica.

La arquea y la alfaproteobacteria hacen una alianza

Aquí es donde la historia se pone interesante. Una arquea (una célula más grande y hambrienta) se topó con nuestra pequeña alfaproteobacteria. Siguiendo su instinto, la arquea la envolvió para comérsela. Pero, en vez de digerir a su presa como haría cualquier depredador normal, la dejó vivir dentro de ella.

La alfaproteobacteria se quedó viviendo dentro de la arquea. Proceso que hoy llamamamos "endosimbiosis". La bacteria recibía protección y nutrientes, y a cambio le regalaba a la arquea toneladas de energía extra gracias a su respiración aeróbica.

Con el tiempo, la alfaproteobacteria se transformó en la mitocondria. La arquea, por su parte, ganó más tamaño y la capacidad de volverse compleja. ¡Y así nació la primera célula eucariota! De ahí salimos nosotros, los animales, las plantas, y toda la vida compleja del planeta.

Las pistas que quedaron dentro de nuestras células

Las mitocondrias son pequeñas estructuras que se encuentran dentro de nuestras células, cuya función principal es producir energía para que la célula pueda realizar todas sus actividades.

Por esta razón, a menudo se las describe como las “centrales energéticas” de la célula. Curiosamente, las mitocondrias aún conservan varias características que revelan su origen bacteriano:

• Tienen su propio ADN.
• Ese ADN es circular, como el de las bacterias.
• Se dividen de forma independiente dentro de la célula.
• Poseen dos membranas, lo que sugiere que alguna vez fueron organismos independientes.

Estas características encajan perfectamente con la teoría de la endosimbiosis. En cierto sentido, cada una de nuestras células es el resultado de un antiguo pacto evolutivo iniciado hace dos mil millones de años, cuando una arquea se comió una alfaproteobacteria… y decidió no digerirla.

¿Cómo descubrimos el tipo de bacteria?

Durante años, los científicos sabían que la mitocondria provenía de una bacteria, pero no sabían exactamente cuál.

El misterio empezó a resolverse en 1985, cuando los estudios de ADN mitocondrial mostraron que los genes de la mitocondria eran muy parecidos a los de un grupo de bacterias llamado alfaproteobacterias.

Luego, entre los años 1990 y 2000, los estudios genómicos más completos confirmaron la idea: las mitocondrias descienden de una bacteria muy similar a las alfaproteobacterias, capaz de producir energía de manera eficiente.

¿Cómo se sabe que el anfitrión era una arquea?

Durante décadas, conocíamos solo la mitad de la historia: sabíamos que las mitocondrias provenían de bacterias que fueron incorporadas a otra célula, pero no sabíamos quién era esa célula “anfitriona” que las abrazó y les permitió quedarse.

El misterio se resolvió entre 2015 y 2017, cerca de una fuente hidrotermal llamada “el Castillo de Loki”, los científicos hallaron a las arqueas de Asgard, que fueron la pieza final del rompecabezas por las siguientes razones:

• Tienen "Brazos": A diferencia de otras células simples que son solo esferas, las de Asgard tienen tentáculos largos y delgados. Esto explica físicamente cómo pudieron rodear y "abrazar" a la bacteria (la futura mitocondria) hasta dejarla encerrada dentro.
• Genes "Humanos": Lo más sorprendente es que poseen genes que antes creíamos exclusivos de nosotros (los eucariotas). Tienen las instrucciones genéticas para construir un esqueleto celular y para mover membranas, cosas que ninguna otra bacteria sabe hacer.
• Nuestra huella familiar: Al analizar su ADN, los científicos descubrieron algo asombroso: nuestro propio código genético es casi un calco del de las Arqueas de Asgard. Esto confirma que nosotros no somos parientes lejanos, sino sus descendientes directos.

La científica que defendió esta idea revolucionaria

En 1967, la bióloga estadounidense Lynn Margulis publicó un famoso artículo titulado “On the Origin of Mitosing Cells”, donde propuso que las mitocondrias y los cloroplastos se originaron a partir de bacterias que comenzaron a vivir dentro de otras células.

En ese momento, muchos científicos consideraron su idea demasiado radical. Sin embargo, con el tiempo la evidencia genética y molecular comenzó a confirmarla. Hoy la teoría endosimbiótica es uno de los pilares de la biología evolutiva moderna.