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| La magnetotaxia como camino a la pluricelularidad Alberto González Fairén |
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 lgunos
microorganismos acuáticos son magnetotácticos, esto
es, tienden a nadar guiándose por las líneas del campo
magnético terrestre. Esta respuesta no es exclusiva de las
bacterias, si bien es en ellas donde ha sido mejor y más ampliamente
estudiada. Las bacterias magnetotácticas (Figura 1) tienen
la capacidad de sintetizar pequeñas cadenas de cristales de
magnetita (Fe3O4) y/o greigita (Fe3S4);
lo consiguen a partir del hierro que obtienen sin dificultad a concentraciones
de 1 mg./l., aproximadamente, en los ambientes naturales donde habitan.
Después transportan la cadena de cristales en su interior,
donde cada cristal está recubierto de una fina membrana que
sirve para mantener a las partículas en una posición
fija dentro de la estructura celular. Se constituyen de este modo
los magnetosomas, unidos entre sí por material orgánico
estable y dispuestos en cadenas paralelas al eje mayor de la célula.
Todo el proceso está sujeto a un estricto control genético
de composición, tamaño, morfología y orientación
cristalográfica. |
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| La magnetita es un óxido de hierro con propiedades
magnéticas, con lo que la cadena de magnetosomas constituye
una brújula biomagnética de suficiente potencia como
para orientar a la bacteria, de un modo eficaz, en la dirección
de las líneas de fuerza del campo geomagnético terrestre.
Éste apunta hacia el norte y hacia abajo en el hemisferio septentrional,
y al norte y hacia arriba en el meridional. Así, las bacterias
del hemisferio septentrional nadan buscando el norte (hacia abajo),
y las del meridional buscan el sur (también nadan hacia abajo).
En base a ello, se ha propuesto que la magnetotaxia bacteriana es
un mecanismo para migrar hacia el fondo de las masas de agua y permanecer
en los sedimentos: el campo geomagnético terrestre orienta
la cadena de cristales –y, por ende, a la bacteria- en una dirección
semivertical, y la bacteria se desplaza impulsada por su flagelo hacia
los sedimentos. Y como todas son anaerobias o microaerófilas,
esta tendencia a migrar al fondo, a los lugares con menor concentración
de oxígeno, constituye una ventaja evolutiva: sirve para encontrar
la situación óptima, en un gradiente vertical de concentración
de O2, en la zona de transición oxigénica/anoxigénica
de las interfases agua-sedimento de los sustratos cenagosos y de los
sedimentos en los que habitan. El microbiólogo español Alfonso Davila, del Centro de Investigación Ames de la NASA, ha propuesto que la magnetotaxia pudo conducir a un nivel primario de multicelularidad entre organismos procariotas, que ha denominado Procariota Magnetotáctico Multicelular (PMM, Figura 2). El PMM estaría constituido por decenas de células flageladas caracterizadas por un ciclo vital multicelular, motilidad coordinada, un nivel elemental de diferenciación celular, comunicación intercelular y formaciones ultraestructurales que sugieren una organización multicelular. El mantenimiento de un ciclo multicelular continuo parece esencial para que el PMM conserve su optimización magnética durante el ciclo reproductivo, y que los descendientes retengan así la capacidad para orientarse en el campo magnético de la Tierra. Por lo tanto, la optimización de la respuesta magnética, y la necesidad de transmitir eficazmente la polaridad magnética durante la división celular, han podido ser fuerzas selectivas de primer orden en el camino de la biosfera terrestre hacia la pluricelularidad. |
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| No se puede dejar de considerar la aparición
de posibles cadenas de cristales de magnetita, de estructura y composición
química singulares en el interior de glóbulos de carbonato
en el meteorito marciano ALH84001. Estas cadenas se han considerado
biomarcadores, ya que son idénticas a las que forman algunas
bacterias terrestres, hasta el punto de que resulta imposible distinguir
física, química o morfológicamente las cadenas
de cristales de magnetita de ALH84001 de las que forma la bacteria
magnetotáctica marina MV-1. Si la vida en Marte no evolucionó
más allá de un nivel de organización sencillo,
similar al de los organismos unicelulares de la Tierra, la magnetotaxia
pudo suponer una importante ventaja selectiva, que podría haber
conducido incluso a la aparición de estructuras multicelulares
complejas del tipo del PMM terrestre. Tomando como referencia la bioquímica y la ecología de los organismos magnetotácticos de la Tierra, la evolución de la magnetotaxia en Marte requeriría la presencia de hábitats acuosos y de un campo magnético planetario. Ambas posibilidades están actualmente bien documentadas gracias a los datos geoquímicos y magnéticos que han proporcionado las últimas misiones a Marte (Figuras 3 y 4). Si la magnetotaxia evolucionó en Marte, la selección natural pudo haber facilitado la aparición de formas multicelulares del tipo de los PMM. Las ventajas de tales estructuras frente a los organismos unicelulares incluyen el acceso a recursos y nichos ecológicos que requieren una masa crítica, la defensa colectiva frente a agentes capaces de dañar a células aisladas, y la optimización de la supervivencia por diferenciación en subtipos celulares. Además, la hipótesis de la multicelularidad en Marte está apoyada por la preferencia de los PMM por ambientes anóxicos o microaerófilos en sedimentos marinos, un tipo de entornos recurrentemente sugerido para el Marte primitivo. La multicelularidad, en definitiva, añadiría un nivel superior de complejidad a la posible biosfera marciana. |
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| San Francisco (California), EEUU, 17 de Febrero de 2007. |
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