Margulis y la simbiogenética

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Margulis y la simbiogenética.
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Lynn Margulis en 2005
Nacionalidadestadounidense
CónyugeCarl Sagan

Lynn Margulis es una de las principales artífices de la biología moderna fue miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos desde 1983 y de la Academia Rusa de las Ciencias. Fue una destacada bióloga estadounidense, considerada una de las principales figuras del evolucionismo.

En 2008 recibió la Medalla Darwin-Wallace. En 2011 fue nombrada profesora distinguida del Departamento de Geociencias de la Universidad de Massachusetts Amherst. En el año 1999 recibió, de la mano del presidente estadounidense Bill Clinton, la Medalla Nacional de Ciencia.

Es mentora de la Universidad de Boston y ha sido nombrada doctora honoris causa por numerosas universidades, entre otras, por la Universidad de Valencia, Universidad de Vigo, la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad Autónoma de Barcelona, realizando, en colaboración con esta última, trabajos de microbiología evolutiva en el [[Delta del Ebro Isabel Esteve, Discurso de presentación de Lynn Margulis en el acto de investidura doctora honoris causa .

Entre sus numerosos trabajos en el campo del evolucionismo destaca, por describir un importante hito en la evolución, su teoría sobre la aparición de las células eucariotas como consecuencia de la incorporación simbiótica de diversas células procariotas (endosimbiosis seriada).

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Margulis y la biología

Lynn Margulis nació en 1938 en la ciudad de Chicago. Inició sus estudios de secundaria en el instituto público Hyde Park y cuando fue trasladada por sus padres a la elitista Escuela Laboratorio de la Universidad de Chicago, regresó por su cuenta al instituto con sus antiguos amigos, lugar al que ella pensó que pertenecía. De esa época recuerda con agrado a su profesora de español, la señora Kniazza

Me matriculé en noveno grado, curso escolar para el que me sentía altamente calificada, y cuando el personal de la escuela me preguntó, dije que había asistido a la Universidad de Chicago pero que, después de perderme el semestre de otoño, había regresado recientemente a la ciudad con mis padres. Durante cerca de doce semanas simplemente me dediqué a asistir a todas las clases que me correspondían. Disfruté en especial de las clases de la señora Kniazza, una extraordinaria profesora de español|Margulis, Planeta Simbiótico, pp. 24-25}}

A los 16 años fue aceptada en el programa de adelantados de la Universidad de Chicago donde se licenció a los 20 años, adquiriendo según ella «un título, un marido (Carl Sagan) y un más duradero escepticismo crítico». Margulis diría de su paso por la Universidad de Chicago

Allí la ciencia facilitaba el planteamiento de las cuestiones profundas en las que la filosofía y la ciencia se unen: ¿Qué somos? ¿De qué estamos hechos nosotros y el universo? ¿De dónde venimos? ¿Cómo funcionamos? No dudo de que debo la elección de una carrera científica a la genialidad de esta educación idiosincrásica. Margulis sobre su clase de Ciencias Naturales Margulis, Planeta simbiótico.}}

En 1958 continuó su formación en la Universidad de Wisconsin como alumna de un máster y profesora ayudante. Estudió biología celular y genética: genética general y genética de poblaciones. De su profesor de estas dos últimas, James F. Crow, diría: Cambió mi vida. Cuando dejé la Universidad de Chicago sabía que quería estudiar genética, pero después de las clases de Crow supe que sólo quería estudiar genética.|Margulis, Planeta Simbiótico}}

Desde un principio se sintió atraída por el mundo de las bacterias, que en aquel entonces ella indica que eran consideradas solo en su dimensión de gérmenes de carácter patógeno y sin interés en la esfera del evolucionismo.

Margulis investigó en trabajos ignorados y olvidados para apoyar su primera intuición sobre la importancia del mundo microbiano en la evolución. Ella misma, en sus diferentes trabajos, nos guía en lo que fue su investigación y los antecedentes de sus aportaciones. Siempre ha mostrado una especial disposición a valorar estos antecedentes, desde su recuerdo hacia la señora Kniazza, su profesora de español en el instituto; pasando por el recuerdo de sus profesores de universidad y lo que para ella significaron; y terminando por una extensa referencia de los trabajos de aquellos científicos que ella rescató del olvido para apoyar su pensamiento evolucionista.

Se interesó por los trabajos de Ruth Sager, Francis Ryan y Gino Pontecorvo. Estos trabajos la llevan a la que ella considera obra maestra: The Cell in Developement and Heredity (La célula en el desarrollo y la herencia), escrita por E. B. Wilson en 1928.

Toda esta obra relacionada con las bacterias está relacionada a su vez con los trabajos de L. E. Wallin, Konstantin Mereschkowski y A. S. Famintsyn, en los que se plantea la hipótesis de que las partes no nucleadas de las células eucariotas eran formas evolucionadas de otras bacterias de vida libre. Desde entonces su trabajo se ha centrado en desarrollar esa hipótesis que la condujo a formular su teoría de la endosimbiosis seriada, y posteriormente su visión del papel de la simbiogénesis en la evolución.

Sus aportaciones a la biología y el evolucionismo son múltiples: ha descrito paso a paso y con concreción el origen de las células eucariotas (la SET, que considera su mejor trabajo); junto a K. V. Schwartz ha clasificado la vida en la tierra en cinco reinos agrupados en dos grandes grupos: bacterias y eucariotas.

Como Lynn Margulis y Karlene Schwartz describen en Five Kingdoms (1988), la mayoría de los biólogos, hasta bien entrado el siglo XX, se contentaban con seguir a Linneo y dividir a todos los seres vivos en «Plantas» y «Animales». Es cierto que desde mediados del siglo  XIX algunos sistemáticos han comprendido que algunos organismos (incluidos los animálculos de Leeuwenhoek) son muy diferentes de las plantas y los animales, y en ocasiones han propuesto un tercer reino, e incluso un cuarto reino, para darles cabida. Pero, como comentan Margulis y Schwartz, «la mayoría de los biólogos o bien desestimaron estas propuestas, o bien las consideraron curiosidades sin importancia, meras excentricidades».|Colin Tudge, La variedad de la vida}} formuló su teoría sobre la simbiogénesis y la importancia de esta en la evolución; apoyó desde el primer momento la hipótesis de Gaia del químico James E. Lovelock, contribuyendo a ella desde la biología e intentando que adquiriera categoría de teoría; y ha realizado una suma de trabajos concretos sobre organismos bacterianos y formas de vida simbióticas, entre otras.

En la época de su muerte, el 22 de noviembre de 2011 (murió trabajando en su laboratorio), trabajaba profundizando en el estudio de diferentes espiroquetas y su posible protagonismo en procesos simbiogenéticos.

Ella trae una influencia espectacular porque trae la mezcla de biología con humanidades. Ella es del linaje de estos científicos: Galileo Galilei, Copérnico y Newton. Es una científica que trae ideas radicales, pero que el tiempo y la historia demuestran que son correctas.|Dimaris Acosta Mercado, catedrática de Biología de la Universidad de Puerto Rico.

En 1966 logró que la revista Journal of Theoretical Biology la aceptara y finalmente publicara a finales de 1967 su artículo Origin of Mitosing Cells (gracias, según ella misma dice, al especial interés del que fuera su editor James F. DaNelly

La idea fundamental es que los genes adicionales que aparecen en el citoplasma de las células animales, vegetales y otras células nucleadas no son «genes desnudos», sino que más bien tienen su origen en genes bacterianos. Estos genes son el legado palpable de un pasado violento, competitivo y formador de treguas.

Las bacterias que hace mucho tiempo fueron parcialmente devoradas, y quedaron atrapadas dentro de los cuerpos de otras, se convirtieron en orgánulos. Las bacterias verdes que fotosintetizan y producen oxígeno, las llamadas cianobacterias, todavía existen en los estanques y arroyos, en los lodos y sobre las playas. Sus parientes cohabitan con innumerables organismos de mayor tamaño: todas las plantas y todas las algas.

La propuesta simbiogenética de Margulis

Hoy en día choca, aunque se haya aceptado como un hecho puntual con el paradigma neodarwiniano: la fusión de organismos y la plasmación de esa fusión en el ADN del individuo resultante, choca con la tesis neodarwiniana de que la evolución de los organismos y la aparición de nuevas especies tiene su origen en errores en la replicación del ADN (mutaciones aleatorias).

También, la propuesta de Margulis, con las bacterias como agentes activos en un paso tan importante de la evolución, resultó exótica para el evolucionismo de la época, para el que las bacterias habían pasado desapercibidas. Margulis, para apoyar su hipótesis, reunió «gran número de hechos morfológicos, bioquímicos y paleontológicos» propios y de otros científicos G. Ledmyard Stebbins, 1980, p. 380

Apoyo a la teoría

El caso que más apoya la teoría de la simbiosis es el referente al origen de los plástidos, las clorofilas de los eucariotas son muy similares a las de las cianofíceas procariotas; además, también son similares ciertos pigmentos accesorios, sobre todo las ficobilinas de las algas rojas (Klein Cronquist, 1967). Además, las células de las cianofíceas y los cloroplastos de las algas rojas contienen unos orgánulos llamados ficobilisomas, que son tan similares en su ultraestructura que casi puede afirmarse que son homólogos (Stanier, 1974). Existen otros ejemplos muy numerosos de simbiosis entre eucariotas heterótrofos y cianofíceas.

Dos géneros de flagelados unicelulares, Glaucocystis y Cyanophora, que tienen núcleos eucariotas típicos, contienen orgánulos fotosintetizadores (o quizá simbiontes) que en algunos aspectos resultan intermedios entre células de algas cianofíceas y plástidos (Schnepf Brown, 1971). Mediante técnicas de hibridación se ha puesto de manifiesto que el DNA del cloroplasto de otro flagelado autótrofo, Euglena, es similar al de las cianofíceas (Pigott Carr, 1972). Stebbins, 1980, p. 381}}

Margulis se vio gratamente sorprendida cuando durante los años 1970 su teoría bautizada con el acrónimo SET comenzó a despertar el interés del mundo académico, apareciendo trabajos de investigadores y estudiantes de doctorado que desarrollaban aspectos de su teoría.

Todos los estudios de biología molecular, genética y microscopía de alta resolución tendían a confirmar la idea decimonónica, y en su momento radical, de que las células de las plantas y de nuestros cuerpos animales, así como las de los hongos y otros organismos compuestos de células con núcleo, se originaron mediante fusiones de diferentes tipos de bacterias siguiendo una secuencia específica.|Margulis, Planeta simbiótico (2002), pp. 43-44}}

Desde entonces, la SET se ha ido abriendo camino hasta hoy, que se considera probada la incorporación de tres de los cuatro simbiontes, o si se quiere, dos de los tres pasos propuestos por Margulis (la incorporación de las espiroquetas no se considera probada).

El mundo académico se vio forzado a aceptar la parte de la teoría de Margulis que hoy se enseña en todos los libros de texto: que las mitocondrias y los cloroplastos provienen, por simbiosis, de antiguas bacterias de vida libre. La idea convencional, sin embargo, persiste aún gracias a que la teoría de Margulis se suele presentar en una versión edulcorada que no capta el fondo de la cuestión.|Javier Sampedro, Deconstruyendo a Darwin, p. 40}} Margulis 2002, p. 51.

Esta es la extraordinaria teoría defendida por la formidable Lynn Margulis de la Universidad de Massachusetts en Amherst, teoría que partió de comienzos heterodoxos, pasó por un mezquino interés y llegó hasta la triunfal y casi universal aceptación actual.|Richard Dawkins, El Río del Edén (1995)}}

Lynn Margulis ha anunciado que próximamente (a principios del año 2010) publicará un artículo científico en Biological Bulletin con sus últimos descubrimentos sobre los cilios de las células eucariotas que probarían su origen simbiótico y el origen de la mitosis: «Existen formas intermedias en las que no se puede ver si son cilios o espiroquetas (bacterias helicoidales).

Margulis formula que son las bacterias, hasta el momento solo de interés para la bacteriología médica, las artífices de esta complejidad y de los actuales refinamientos de los diferentes organismos. A una visión de animales, plantas y, en general, de todos los pluricelulares como seres individuales, contrapone la visión de comunidades de células autoorganizadas, otorgando a dichas células la máxima potencialidad evolutiva. Las considera el motor de la evolución.

Margulis, que se caracteriza por buscar y valorar los antecedentes de sus trabajos, en lugar de diluir estos antecedentes acuñando nuevos términos, procura usar aquellos que ya usaran los autores de estos trabajos anteriores. Este es el caso del término «simbiogénesis» (Konstantin Mereschkowski, 1855-1921), que ella rescata y con el que define el núcleo central de su propuesta para la biología evolutiva.

Considera que, al igual que las células eucariotas (origen de protistas, animales, hongos y plantas) tienen su origen en la simbiogénesis, la mayoría de las adquisiciones de caracteres de los pluricelulares son producto de la incorporación simbiótica de, principalmente, bacterias de vida libre.

Lynn Margulis, que presentó las evidencias que persuadieron a los biólogos de que mitocondrias y cloroplastos fueron en otro tiempo simbiontes, ha afirmado a veces que la simbiosis es la fuente principal de novedad evolutiva, y que la selección natural ha sido de importancia menor. Esto es inaceptable. [...] La simbiosis no es una alternativa a la selección natural; más bien es al revés: necesitamos una explicación darwiniana de la simbiosis.

Margulis entiende la selección natural como una consecuencia de la evolución de los organismos: «Lo que Darwin llamó “selección natural” es simplemente este hecho de eliminación. Nunca el 100 % de la descendencia logra sobrevivir y reproducirse. El potencial biótico no se alcanza, salvo por períodos muy cortos de tiempo bajo condiciones ambientales extremadamente permisivas; negándole así un carácter creativo. Para Margulis, la selección natural sigue sin dar respuesta a la fuente de novedad evolutiva, defendiendo la simbiogénesis: Durante más de cuarenta años he oído repetidamente hablar de los errores genéticos.

Los errores genéticos existen, pero generan enfermedades. No se conoce que haya surgido ninguna especie mediante errores genéticos. Sin embargo, observo numerosos casos de simbiogénesis. Margulis, Simbiogénesis como fuente de innovación evolutiva, Simposio Internacional Fundación Ramón Areces, 23/11/2009

Fuentes

  • Margulis, Lynn (2002). Planeta Simbiótico. Un nuevo punto de vista sobre la evolución.. Victoria Laporta Gonzalo (trad.). Madrid: Editorial Debate.
  • Margulis, Lynn; Dorion Sagan (2003). Captando Genomas. Una teoría sobre el origen de las especies.. Ernst Mayr (prólogo). David Sempau (trad.) (1ª edición). Barcelona: Editorial Kairós.
  • Margulis, Lynn (2003). Una revolución en la evolución: Escritos seleccionados (1ª ed. edición). Universitat de València. pp. 374 págs..
  • http://www.elmundo.es/elmundo/2011/11/23/ciencia/1322049824.html
  • http://www.abc.es/agencias/noticia.asp?noticia=1012479
  • G. Ledmyard Stebbins, 1980, p. 380