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viernes, 12 de abril de 2024

El alga Braarudosphaera bigelowii contiene un nitroplasto: la teoría endosimbiótica te salta a la cara

 Se ha publicado en Science por primera vez la identificación de un orgánulo fijador de nitrógeno, o “nitroplasto”, en un alga marina basándose en imágenes intracelulares y evidencia proteómica. Este descubrimiento arroja luz sobre la transición evolutiva de endosimbionte a orgánulo. La revista Nature ha sacado una nota sobre este descubrimiento.  

Fig. 1. La imagen muestra la arquitectura celular y la división celular sincronizada del alga Braarudosphaera bigelowii con nitroplasto UCYN-A (grandes esferas marrones). Fuente: Science

La endosimbiosis ha ocurrido tres veces a lo largo de la historia evolutiva. El primer evento ocurrió hace aproximadamente 2.200 millones de años. Fue entonces cuando una arqueobacteria engulló una bacteria Gram negativa. En vez de degradarla ambas comenzaron a coexistir, primero, en una relación parasítica, en al que la bacteria Gram negativa vivía en el interior de la arqueobacteria. Esto lo podemos comprobar hoy en día en el caso de las bacterias que son capaces de vivir prolongadamente en el interior de células eucariotas, como por ejemplo la bacteria de la tuberculosis. Con el tiempo, ese consorcio fue volviéndose más interdependiente, la mayoría de genes de la bacteria Gram negativa migraron al cromosoma de la arqueobacteria y finalmente, la bacteria Gram negativa se convirtió en un orgánulo celular llamado mitocondria. 

Hace aproximadamente mil millones de años, sucedió nuevamente otro evento endosimbiótico con el cloroplasto. Células eucariotas que ya tenían mitocondria absorbieron cianobacterias, bacterias capaces de realizar la fotosíntesis.

Con este último evento de endosimbiosis, es posible que las algas estén convirtiendo el nitrógeno de la atmósfera en amoníaco que pueden utilizar para otros procesos celulares.

Fig. 2. Una imagen de microscopía óptica muestra el alga marina Braarudosphaera bigelowii. Esta alga absorbió una bacteria llamada UCYN-A y formó un nuevo orgánulo llamado nitroplasto. La flecha negra apunta al nitroplasto. Fuente: Tyler Coal


Fig. 3. En esta alga, el CO2 se absorbe de la atmósfera y se fija en forma de glucosa gracias al proceso de la fotosíntesis. Este proceso tiene lugar en el cloroplasto del alga (en verde oscuro). En el nitroplasto (en rosa) el nitrógeno atmosférico se fija en forma de amoniaco gracias a una nueva ruta metabólica. Fuente Cell 

miércoles, 1 de febrero de 2023

Pelaje verde, debido a una simbiosis con alga

 

El perezoso es el único mamífero con pelaje verde, debido a una simbiosis con alga: Trichophilus welckeri

Trichophilus welckeri

Trichophilus welckeri
 es una clorofita, es decir, un organismo eucariota unicelular (aunque existen clorofitas que exhiben cierto grado de pluricelularidad) con capacidad fotosintética. Las Chlorophytas pueden establecer relaciones simbióticas con protistas, esponjas y cnidarios. Cuando establecen este tipo de relación con un hongo, conforma un liquen.

Existen otros mamíferos como los tigres que aunque exhiben un vistoso color naranja en realidad son verdes para sus presas debido a que sus ojos son dicromáticos. Los ciervos, la presa natural del tigre, ven el naranja del mismo color que el verde de las hojas, por ese motivo, el tigre es tan vistoso sin que ello le perjudique su capacidad de camuflaje. 
Tigre visto como un ciervo. Fuente

Estos dos ejemplos explican cómo funciona la selección natural. 

lunes, 31 de octubre de 2022

Noctilucas, el esplendor de las relaciones simbióticas

Noctiluca scintillans, organismo unicelular marino perteneciente a los protistas dinoflagelados, tiene una relación simbiótica con  Pedinomonas noctilucae, un alga verde eucariota acuática y fotosintética. Las Pedinomonas pueden situarse internamente o estar adherida externamente a Noctilucas.




miércoles, 5 de octubre de 2022

Hormigas arrieras: Mata a los indeseables y mantén vivos a los beneficiosos

Una de las características más atrayentes de los bacteriófagos es que permiten matar a las bacterias indeseables mientras mantienen con vida a las bacterias beneficiosas. Esta estrategia es también la que han elegido las hormigas arrieras.
Estas hormigas arrieras se pueden observar fácilmente en todo el Ecuador. Las hormigas cortan hojas para introducirlas en sus nidos. Allí, en ciertas cámaras que tienen una temperatura y una humedad adecuada, sirven de alimento a una clase de hongo. El hongo degrada la celulosa de las hojas ya que las hormigas no pueden degradarla por si mismas. Los humanos hacemos lo mismo con las vacas. Como no podemos degradar la celulosa ponemos a las vacas a comer la hierba. Las bacterias del rumen de la vaca, que si tienen celulasa, degradan la celulosa por nosotros.

Las hormigas arrieras cultivan el hongo adecuado y mantienen a raya a hongos oportunistas que podrían contaminar sus cultivos ¿Cómo? Las hormigas arrieras poseen en sus cuerpos cultivos de Actinobacteria que producen productos antifúngicos específicos para los hongos contaminantes.

Fig. A Las hormigas en su huerto de hongos, observad los puntos blancos en el torax de las hormigas. Esas son las colonias de Actinobacterias. Fig. B Los puntos blancos en el cuerpo y cabeza de la hormiga son bacterias productoras de productos antifúngicos. Fuente

jueves, 30 de junio de 2022

Los siete reinos de los seres vivos ¿Incluimos a los virus y a las computadoras?

Los siete reinos de los seres vivos ¿Incluimos a los virus y a las computadoras?

La clasificación más reciente de los seres vivos data del 2015 y presenta 7 reinos que iré nombrando empezando por los que primero aparecierons sobre la Tierra: Archaebacteria, Eubacteria, Protozoa, Chromista como grupos unicelulares. Dentro de los pluricelulares tenemos tres grupos Fungi, Animalia y Plantae. En la figura 1 estos 7 reinos están en negrilla


Fig. 1. Clasificación de la vida. La línea de tiempo va desde la izquierda a la derecha, siendo la izquierda hace 4500 millones de años y la derecha el momento actual. Las interacciones competitivas tienen lugar al comienzo de los tiempos. Cuando coexisten virus y bacterias las relaciones parasíticas fueron un autentico motor de evolución. Durante la aparición de la célula eucariota las relaciones simbióticas cobraron gran relevancia. La aparición de los organismos pluricelulares, como hongos, animales y plantas implicaron el desarrollos de una nueva estrategia que se basó en alienar células idénticas para que trabajasen en beneficio de las únicas células con la posibilidad de vivir: las células sexuales. Autor: Esteban Fernández 

Más abajo podéis leer sobre los cromista, que es un reino creado en 1998 y que agrupa a las algas unicelulares. De los otros seis reinos contamos con innumerables ejemplos con los que estamos familiarizados. En la figura 1 he querido incluir a los organismos sin una membrana celular, los virus, a los que considero organismos vivos como ya he argumentado en este blog. 

He introducido a los robots, computadores, inteligencias artificiales, como entidades vivas que no dependen de una código basado en ácidos nucleicos sino en un código binario basado en apagados, los ceros, y encendidos, los unos. 

¿Cómo interpretamos esta clasificación de la vida?

Hace 4500 millones de años, cuando aparecen los primeros ribozimas, la competencia era, presumiblemente, la relación entre individuos más importante. La competencia por dejar más descendencia en esa sopa de moléculas que era la Tierra por aquel entonces. Cuando aparecieron las primeras células, las arqueobacterias, los virus comenzaron a parasitarlas. El parasitismo se unió a la competencia como un mecanismo de relación de los virus con las células, de los virus respecto a otros virus y de las bacterias frente a otras bacterias. En el próximo capítulo veremos como la bacteria X (se llama así, no es broma) cuando se cultiva con amebas acaba viviendo en el interior de estos protozoos y si se eliminan con un antibiótico la ameba se muere, probando de esta manera que han llegado a establecer una relación de dependencia mutua. La simbiosis es un tipo de relación entre individuos de distintas especies. Es una relación complicada como veremos. Vamos a ver brevemente el caso de los líquenes como un ejemplo de simbiosis. 

Los líquenes son una cooperativa de hongo, algas y recientemente se ha descubierto que también de bacterias. Los hongos construyen la casa y las algas viven dentro como si fuesen la mortadela de un bocadillo. Muchos amantes del altruísmo han visto en esta asociación la prueba que valida al altruísmo como un motor de la evolución (Kropotkin, Margulis...). Pero ¿Qué hay detrás de esta imagen bucólica de comuna hippy?

Un grupo de investigadores españoles y alemanes han publicado un artículo muy interesante sobre el líquen Cetraria aculeata. Este líquen puede vivir en sitios muy muy distintos tales como las costas del Mediterraneo, las llanuras heladas de la Antártida, regiones áridas del Asia Central o la Patagonia. La mayor parte de los organismos que viven en la Antártida son incapaces de vivir en sitios calidos y soleados como el Mediterraneo.

Esta capacidad sorprendente de adaptación se debe a la habilidad del líquen para secuestrar o para reclutar a nuevos simbiontes que les permitan vivir en los nuevos hábitats. Muchos líquenes son capaces de crear estructuras para mantener distintas cianobacterias aisladas porque quizás juntas no se lleven bien. Para ello crean unas estructuras llamadas cefalodios. En este sentido el líquen más que funcionar como una comuna funcionaría como una pensión en donde cada huesped tendría su propia habitación. Estos investigadores descubrieron que C. aculeata cambia de simbiontes según el área geográfica en donde viva. No hay fidelidad sino puras relaciones de conveniencia.

La habilidad de los líquenes para eliminar bacterias simbióticas como compañeras de viaje e incorporar a otras bacterias recuerda la habilidad del Mr Potato para cambiar de piezas. Esto le permite al líquen conquistar ambientes muy distintos. Este tipo de interacciones ha animado a algunos investigadores a crear una nueva teoría sintética: la Teoría Hologenómica de la Evolución.

Finalmente, llegamos a la cuarta forma de interacción que denomino "estupidizar" que consiste en que una célula crea copias de si misma y hace que esas copias trabajen para el beneficio de unas pocas. Este es el caso de los humanos, como veremos más adelante. Y por último... tenemos la suerte de que en nuestra generación hemos sido testigos de la aparición de la inteligencia artificial. ¿Podrá ser considerada un organismo vivo?

¿Existen bacterias que parasiten a otras bacterias? La teoría endosimbiótica de Mereschkowski

La mitocondria surgió como orgánulo hace 2000 millones de años (pensemos que la Tierra surge hace 4540 millones de años). Poco es lo que sabemos sobre la conversión de una bacteria de vida libre a un simple orgánulo celular de una célula mayor: la célula eucariota que es la célula de los animales, las plantas y los hongos.

Un trabajo publicado por Martín Wu, biólogo de la Universidad de Virginia, plantea el siguiente escenario: las mitocondrias fueron bacterias parásitas y sólo se convirtieron en organismos simbióticos y por tanto beneficiosos cuando cambiaron de "chupar" el ATP a producirlo para el consorcio simbiótico. Es decir, las bacterias Gram negativas que luego dieron lugar a las mitocondrias hacían en un origen exactamente lo contrario que hacen las mitocondrias hoy en día.

La teoría endosimbiótica explica la aparición de la célula eucariota, es decir, con el material hereditario dentro de un núcleo. 


Fig. 2. Teoría endosimbiótica. Modificado de un dibujo original de lynn Margulis

La "teoría endosimbiótica" ya había sido propuesta por Konstantin Mereschkowski. La hipótesis de que el cloroplasto de los vegetales procede de la unión de una bacteria se remonta a 1883 (Schimper). Y respecto a las mitocondrias, uno de sus descubridores (Richard Altmann) ya las consideraba por esas fechas estructuras autónomas con vida propia, microorganismos. Por desgracia, la parte de la "teoría endosimbiótica" que es más original de Margulis es precisamente la más endeble y controvertida, mientras que las hipótesis pre-margulianas del origen bacteriano de la mitocondria y el cloroplasto están abrumadoramente probadas y se consideran hoy en día hechos científicos.

Los protozoos son el producto de una simbiosis de una arqueobacteria y una bacteria Gram -

Los protozoos son un grupo de organismos eucariotas unicelulares que, generalmente son heterótrofos y se alimentan de otros seres vivos mediante un proceso de fagocitosis. Todos los protozoos están formados por una única célula. A excepción del grupo de las Euglenas, que realizan la fotosíntesis en distintos hábitats de agua dulce, prácticamente todos los protozoos son heterótrofos. Es decir, por regla general, los protozoos obtienen la materia y la energía que necesitan para vivir de la degradación de la materia orgánica, como los animales y los hongos. Se alimentan por fagocitosis, normalmente se alimentan de otros organismos unicelulares, especialmente bacterias, cromistas e incluso otros protozoos. 

El metabolismo de los protozoos es exclusivamente aerobio. A excepción de dos grupos (Metamonada y Archamoebae), que son anaerobios (no toleran el oxígeno), la mayoría de protozoos realizan la respiración aerobia, es decir, requieren de oxígeno para llevar a cabo sus reacciones metabólicas de obtención de energía. No tienen una cobertura celular rígida.  A diferencia de los cromistas, que tienen una cobertura rígida los protozoos están desnudos. Gracias a que están "desnudos" pueden realizar la fagocitosis.

Los protozoos también pueden comportarse como patógenos. De hecho, hay importantes parásitos para el ser humano que son protozoos, como por ejemplo Naegleria fowleri, conocida como la ameba comecerebros, Plasmodium, que se alimenta de los glóbulos rojos humanos que causa la malaria, Leishmania, Giardia, Trypanosoma cruzi que causa el mal de Chagas. Los protozoos como reino surge hace 2.500 millones de años. Los protozoos fueron los primeros organismos eucariotas de la Tierra. 

Aparecieron hace entre 2.500 y 2.300 millones de años, una época en la que se estaba produciendo la Gran Oxidación, es decir, la oxigenación de la atmósfera terrestre gracias a la acción de las cianobacterias. Por lo tanto, todos los otros organismos eucariotas tienen su origen en estos protozoos. 

No forman colonias. A diferencia de los cromistas, que, como las algas, pueden formar agregaciones de células hasta dar lugar a cuerpos visibles a simple vista, los protozoos nunca forman colonias. Siempre viven de forma individual y, pese a que pueden formar comunidades, nunca llegan a agregarse en cuerpos que simulan a un organismo pluricelular. 

A pesar de que el sexo tal y como lo conocemos fue inventado por los protozoos, la mayoría se reproducen de forma asexual. Es decir, la célula replica su material genético y simplemente se divide en dos aunque también puede hacerlo por gemación, generando así dos clones. La reproducción sexual por fusión de gametos es poco frecuente, pero hay especies que la realizan. Se puede decir por tanto que los protozoos desarrollaron el sexo tal y como lo conocemos los humanos. En estas páginas ya me he referido que de cierta manera, la parte viva de los humanos, es decir, nuestras células sexuales siguen siendo protozoos. Somos protozoos con una dotación cromosómica haploide que viven en un ambiente pluricelular que somos nosotros

Los protozoos son capaces de moverse activamente. Según la Teoría Endosimbiótica Seriada, tal como la proponía Lynn Margulis, los protozoos son eucariotas que proceden de una endosimbiosis adicional con una bacteria Gram negativa similar a las espiroquetas. Al no haber ADN extracromosómico en los protozoos relacionado con estas posibles espiroquetas esta hipótesis no ha sido probada. El movimiento de los protozoos puede ser por flagelos, cilios, o movimimientos ameboides. 

El otro gran grupo de eucariotas unicelulares es el de los cromistas

Los cromistas proceden de los protozoos y las cianobacterias y dan origen a las plantas

Los cromistas constituyen un grupo de organismos unicelulares que surgen a partir de los protozoos a resultas de un evento endosimbiótico entre ese protozoo ancestral y una cianobacteria hace aproximadamente 1.700 millones de años. Se estima que los primeros cromistas fueron algas verdes y rojas (las responsables de las mareas rojas) que surgieron hace entre 1.700 y 1.500 millones de años. Por ese motivo, como grupo tienen tendencia clara a la fotosíntesis, aunque hay especies heterótrofas e incluso parasitarias, que cuentan con un exoesqueleto y que suelen encontrarse en ecosistemas acuáticos.

Fig. 2. Microalga. Autor Esteban Fernández

Debido a su enorme diversidad como grupo, es difícil establecer unas características comunes a todos los cromistas

Fig. 3. Microalga. Autor Esteban Fernández
 
Los cromistas son unicelulares y también pueden formar colonias. De ahí que las algas tengan tamaños macroscópicos. Y es que distintos cromistas pueden agregarse para formar estructuras visibles a simple vista. Pero como no hay especialización en tejidos, no se trata de un organismo pluricelular. Pese a estar unidas, cada célula es independiente. La mayoría de las especies de cromistas son fotosínteticas. Sus células disponen de las enzimas y pigmentos necesarios para, por una parte, convertir la energía lumínica en energía química y, por otro lado, consumir este combustible para sintetizar materia orgánica a partir de la captación del dióxido de carbono.

Una de las principales características de los cromistas ya que es compartida por todas las especies de este grupo, es la presencia de una cubierta rígida, una especie de exoesqueleto que puede adquirir formas y tamaños muy variados que hace que, bajo el microscopio, resulten asombrosos. Esta armadura les ofrece tanto rigidez como protección. Además, al igual que las plantas, que tienen en los cromistas a sus antepasados, tienen pared celular por en el exterior de la membrana plasmática y por debajo del exoesqueleto. Esta pared celular es rica en celulosa y les otorga, además de rigidez, la posibilidad de comunicarse con el exterior. Por tanto, las plantas proceden de los cromistas. De las algas que vivían a las orillas de los lagos, hace 540 millones de año

Aunque los cromistas son precursores de las plantas, como células unicelulares disponen de sistemas de movilidad. Poseen flagelos o cilios que se prolongan a través del exoesqueleto y que les permiten moverse. ¿Puede que esta movilidad sea resultado de otro evento simbiótico con una bacteria Gram negativa móvil como puede ser una especie de espiroqueta?  Esta era una de las hipótesis de trabajo de Lynn Margulis que no ha sido todavía demostrada.

 Al igual que las arqueobacterias no existe ninguna especie de cromista patógena para el ser humano si exceptuamos las intoxicaciones alimentarias por toxinas producidas por estas algas. Los afloramientos de algas tóxicas pueden ser perjudiciales para los asentamientos humanos, como ocurrió con los antiguos Mayas y provocar una catástrofe ecológica.

La reproducción es muy diversa entre los cromistas. La mayoría optan por la reproducción asexual, que permite generar muchos invididuos, aunque algunas especies de cromistas, además de esta vía asexual, pueden optar por la reproducción sexual, generando gametos.

Bibliografía


«Mereschkowski (Merezhkowsky), Konstantin Sergejewicz (Constantin) (1854-1921)». JSTOR Global Plants. Consultado el 3 de enero de 2021.

The Endosymbiotic Hypothesis - A Biological Experience - History». Universidad de Colorado en Denver (en inglés). 15 de noviembre de 2012. Consultado el 6 de enero de 2021.

The evolutionary history of symbiotic associations among bacteria and their animal hosts: a model
Margulis, L. (2002). Planeta Simbiótico. Un nuevo punto de vista sobre evolución. España: A&M Grafics.

lunes, 27 de junio de 2022

Señoras y señores Potato de la simbiosis

Desde nuestro antropocentrismo pensamos que la complejidad morfológica es algo que solo se puede lograr en seres pluricelulares como nosotros. Un grupo de eucariotas unicelulares, como la  Familia Warnowiaceae puede presumir del logro de tener un ojo funcional siendo unicelulares. Las especies de la Familia Warnowiaceae (Proterythropsis Kofoid et Swezy, Warnowia, Erythropsidinium), poseen un ocelo con diferente grado de complejidad y en el caso de Erythropsidinium además con un pistón, un orgánulo que no se encuentra en ningún otro organismo conocido (Gómez et al., 2009).

Video 1: Ojo (oceloide) y pistón del dinoflagelado Erythropsidinium 

 ¿Cómo un protozoo unicelular puede tener un ojo funcional?

Fig. 1. Los dinoflagelados pertenecientes a la familia Warnowiaceae son el Mister Potatoe de la simbiosis.

La respuesta es: por simbiosis. El ojo desarrollado en esta familia de dinoflagelados se le llama  oceloide. El oceloide es similar a un ojo humano, o al ojo del pulpo. Los oceloides se construyen a partir de orgánulos preexistentes, incluida una capa similar a la córnea hecha de mitocondrias y un cuerpo retiniano hecho de plástidos anastosomados. Encontramos que el cuerpo retiniano forma el núcleo central de una red de plástidos tipo peridinina, que en los dinoflagelados y sus parientes se originaron a través de una antigua endosimbiosis con un alga roja. 

Fig. 2. Los ojos primitivos de un protozoo se componen de las mismas estructuras de un ojo humano: córnea, cristalino, iris y la retina: La diferencia clave es que el ojo de este protozoo está hecho de bacterias. La retina se forma a partir de algas rojas endosimbiótica mientras que la córnea es una adaptación de las mitocondrias, en origen también una bacteria endosimbiótica. Fuente

Como tal, el oceloide es una estructura quimérica que incorpora orgánulos con diferentes historias endosimbióticas. La complejidad anatómica de los organismos unicelulares puede estar limitada por los componentes disponibles para la diferenciación, pero el oceloide muestra que los orgánulos preexistentes pueden ensamblarse en una estructura tan compleja que inicialmente se confundió con un ojo multicelular. Aunque las mitocondrias y los plástidos son reconocidos principalmente por sus funciones metabólicas, también pueden ser componentes básicos para una mayor complejidad estructural.

Fig. 3. A una mitocondria que funciona como córnea, B unos plástidos que funcionan como retina dentro de un dinoflagelado tipo Proterythropsis Warnowia,o Erythropsidinium generan D un protozoo con ojo. En el trabajo publicado en Nature se describe como multiples especies han ocupado el papel A, B o C en este protozoo simbiótico D.

Los oceloides ayudan a los miembros de la Familia Warnowiaceae a detectar a sus presas. Cuando las detectan envían mensajes químicos para comunicarse con otras partes de la célula. Además del oceloide, estas células unicelulares tienen un núcleo excepcionalmente grande con cromosomas estrechamente empaquetados que pueden cambiar la polarización de la luz que pasa a través de ellos. ¿Podrían detectar el cambio de orientación de la luz cuando pasa a través de su presa transparente, mostrándoles en qué dirección cazar? Es una hipótesis en la que se está trabajando.

Cómo se generan las simbiosis: lecciones de Prometheoarchaeum

Fig. 4. La bacteria pulpo Prometheoarchaeum syntrophicum. Fuente

Prometheoarchaeum syntrophicum cepa MK-D1 es una arqueobacteria del grupo Asgard. Un grupo de científicos japoneses, después de 12 años de intentarlo, han conseguido aislarla de los sedimentos marinos y cultivarla en laboratorio, lo cual abre las puertas a la experimentación científica. ¿Por qué es tan interesante esta bacteria? porque crece mejor si está en asociación con otras bacterias. Además, forma tentáculos con los que puede atrapar a las bacterias que se volverán sus compañeras, formando así relaciones simbióticas con ellas. 

Célula endosimbionte en su proceso de convertirse en una organela celular

En el interior de la ameba de agua dulce Paulinella chromatophora vive lo que sería una célula endosimbionte en su proceso de convertirse en una organela celular. En el interior de Paulinella viven una o dos células endosimbiontes fotosintéticas que se asemejan a las cianobacterias. El genoma de este endosimbionte es considerable, 1 Mb (un millón de bases), lo que es pequeño para una cianobacteria de vida libre pero enorme para un cloroplasto. Este genoma no tiene nada que ver con los genomas de las β-cianobacterias que son las precursoras de los cloroplastos de las plantas. En realidad está emparentado con otro grupo de bacterias fotosintéticas: las Prochlorococcus/Synechococcus pertenecientes a las α-cianobacterias. Este dato es muy interesante porque subraya la idea de que los cloroplastos surgieron en la evolución en varios momentos de manera independiente.

Fig. 5. Paulinella chromatophora con cromatóforos. Photo Eva Nowack

Otro de las particularidades de este sistema endosimbiótico es que genes de este simbionte, genes que codifican proteínas del sistema fotosintético, se han transferido al núcleo de Paulinella. Este tipo de migraciones de genes de la organela al núcleo del hospedador es algo común en los organelas simbióticas como las mitocondrias o los cloroplastos pero no es frecuente observarlo en organismos simbiontes. Lo que tampoco es habitual es que el endosimbionte de Paulinella mantiene todos los componentes necesarios para que su cromosoma replique autonomamente.

El origen de replicación oriC is completamente idéntico a los de Prochlorococcus. Por lo tanto estamos delante de un organismo en el que se están dando los pasos para que un endosimbionte se convierta en una organela celular. Si entendemos como ocurre la transferencia de sus genes al núcleo y también cómo se sincroniza la replicación del cromosoma del simbionte con la de su hospedador podremos entender qué es lo que hace falta para que una célula simbionte se convierta en un orgánulo celular. Lo interesante del caso es que hasta ahora se suponía que algo semejante había ocurrido hace mucho mucho tiempo, cuando surgió las primeras células eucariotas y las células eucariotas que dieron lugar a las algas y a las plantas. Ahora, gracias a Paulinella, podemos tener a un evento evolutivo remoto desarrollarse ante nuestros ojos.

Un Anillo para gobernarlos a todos

Un Anillo para gobernarlos a todos. Un Anillo para encontrarlos,
un Anillo para atraerlos a todos y atarlos en las tinieblas.

Esta texto figura en el Anillo de Saurón de "El Señor de los Anillos" de J.R.R. Tolkien. Resume a la perfección la tensión política que genera tener varios anillos de poder: se necesita un Anillo para gobernarlos a todos. 

Fig. 7. Evolución de los símbolos de poder en la Península Ibérica. De izquiera a derecha vemos la evolución cronológica hasta, de manera cómica, llegar al Anillo de Saurón. El primer símbolo de poder unificado para toda la Península ha sido el SPQR romano, siglas de la frase latina Senātus Populusque Rōmānus, es decir, "El Senado y el Pueblo Romano" en español. Desde la caída de Roma dos pueblos intentaron sin éxito unificar la Península: visigodos y árabes. En 1942, con la toma de Granada, existen en la península cuatro grandes nacionalidades, cada una de ellas con su propio idioma: León y Castilla, Aragón que dominaba Cataluña y Valencia, la cultura vasca representada por el Reino de Navarra y Portugal. El matrimonio de Isabel de Castilla con Fernando de Aragón conforman La unión de Castilla-León con Aragón-Cataluña. Portugal permanece independiente. En los escudos de ambos países hay varias referencias a la "reconquista" cristiana de los territorios a los musulmanes. Ambos escudos, tanto el portugués como el español, hacen referencia a las exploraciones y los viajes de los pioneros que expandieron nuestra cultura en el mundo. La representación de los poderes de Portugal y España se diluyen en la actual bandera de la Unión Europea. Originalmente, cuando ambos países ingresaron en la Unión, cada uno de ellos estaba representado por una estrella. Actualmente, la bandera tiene 12 estrellas aunque está formada por 27 países miembros. 

Bibliografía:

Eye-like ocelloids are built from different endosymbiotically acquired components

Gómez, F., P. López-García & D. Moreira. 2009b. Molecular phylogeny of the ocelloid-bearing dinoflagellates Erythropsidinium and Warnowia (Warnowiaceae, Dinophyceae). Journal of Eukaryotic Microbiology 56 (5): 440-445.

ojo de un protozoo procede de la simbiosis de dos bacterias

Como siempre, la entrada sobre Prometheoarchaeum del investigador Manuel Sánchez, son mucho más didácticas e interesantes que las mías.

H. Imachi et al., Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface, bioRxiv, 6 August 2019

E. Pennisi, Tentacled microbe hints at how simple cells became complex, Science, Vol. 365, p. 631, 16 August 2019

https://www.newscientist.com/article/2213037-deep-sea-microbe-could-answer-one-of-evolutions-biggest-mysteries/

jueves, 7 de abril de 2022

La vaca es un anfibio

Anfibio significa: anfi, dos, bios vida. Dos estilos de vida

Podemos pensar que la vaca, como mamífero, es un animal aerobio. Tiene pulmones como nosotros, pero depende totalmente de las bacterias anaerobias para vivir, por lo que podemos decir que es un anfibio: se desenvuelve en un medio aerobio y en un anaerobio. Las vacas no comen hierba, la hierba la utilizan sus bacterias anaerobias, lo que la vaca utiliza es el ácido butírico que es un producto de deshecho de estas bacterias anaerobias

viernes, 6 de marzo de 2020

No hay dos sin tres: el papel de los fagos en la interacción bacteria-célula eucariota

La bacteriología dio un paso de gigante gracias a una investigadora, Fanny Hesse (22 de junio de 1850-1 de diciembre de 1934), que ayudó a su marido, un investigador que trabajaba en el laboratorio del pionero de la microbiología médica Robert Koch. La aportación de Fanny Hesse consistió en mezclar carne de carne con un gelificante que se extrae de algas, el agar agar. Fanny, que era de Nueva York, sabía del agar-agar por unos vecinos que había tenido que habían vivido en Java y en esa isla, sus habitantes, utilizaban el agar-agar como gelificante para sus jaleas y para espesar caldos. El marido de Fanny había intentado obtener cultivos sólidos para bacterias con gelatina extraída de huesos de vaca. El problema de la gelatina es que las bacterias producían enzimas que la degradaban tranformándola placa en un líquido turbio. Además, en verano, con el calor, la gelatina se licuaba. El agar agar se licuaba a partir de una temperatura más alta, 50°C.
Cultivo bacteriano en placa Petri. Divulgación científica (IQOG-CSIC)

Cultivos sólidos de bacterias ¡Un paso de gigante en la microbiología!
Al tener placas sólidas de caldo de carne se podían crecer las bacterias en un medio en dos dimensiones. ¿Por qué supuso este descubrimiento un paso de gigante? Porque se podían, en este medio, rascar una muestra de bacterias de manera que se pudiese aislar una única bacteria. ¿Cómo sabemos esto? porque si obtenemos una colonia separada de las demás bacterias al día siguiente de rascar la muestra en esta placa de medio sólido, esto quiere decir que esa colonia procede de una única bacteria. De esta manera tan elegante se aíslan bacterias en los laboratorios de hoy en día, 140 años después del descubrimiento de Fanny Hesse.

Trabajar con cultivos puros, provenientes de una única bacteria, se ha convertido en un estandar en los laboratorios de microbiología. Esto es así porque en ciencia siempre se tiende a reducir variables. Si trabajamos con cultivos en los que puede haber distintas células, sin que estemos seguros de qué células se trata, entonces no nos podemos fiar de las conclusiones de nuestro estudio. Siempre habría un colega que nos diría ¡Eso depende! y tendría razón, dependería de lo que hubiese allí metido.
Los biofilms se pueden visualizar con microscopía confocal, se pueden disgregar y crecer en medio líquido, en placas Petri. La mayor parte de las bacterias crecen en biofilms asociadas a algún sustrato.
Hoy en día, los microbiólogos estamos empezando a trabajar con varias especies al mismo tiempo. Utilizamos unos reactores patentados por el Center for Disease Control de Atlanta, en los EEUU, en donde unas pequeñas piezas redondas sirven para que se forme una película, como las bacterias que crecen en las paredes de piscinas cuando están sucias, o en los bordes de nuestras bañeras, y en esa película (biofilm) pueden crecer otras especies. De esta manera empezamos a trabajar con cultivos controlados de dos especies, en un ambiente más tridimensional. Pero ya sabemos que no hay dos sin tres:

Los fagos son esenciales para la interacción bacteria-hospedador
Estudiando el microbioma de esponjas de la costa norte española, los investigadores se encontraron con un viroma impresionante. Al analizar este viroma encontraron que en los bacteriófagos (virus que atacan a las bacterias) contenían secuencias genéticas de repeticiones de ankirina.
Las ankirinas son proteínas que ayudan a las bacterias patogénicas o comensales para infectar y manipular a sus hospedadores eucarióticos. 

Las células de las esponjas y las de sus bacterias endosimbióticas son difíciles de cultivar. Así que probar el papel de la ankirina en la asociación de bacterias endosimbióticas y las esponjas es una tarea muy ingrata. En esos casos, los biólogos utilizan especies conocidas ¡Y a correr!. Obviamente, las conclusiones luego se extrapolan. Extrarpolar, para los lectores de memes y los estudiantes españoles de la Logse, es cuando se espera que lo que valga para unas especies valga para las otras, aunque como os podéis imaginar a veces esto no sucede así.
En las esponjas marinas que albergan bacterias endosimbióticas se han encontrado una panoplia de bacteriófagos (A).  Los experimentos in vitro revelaron que una proteína producida por un subconjunto de los virus transmitidos por esponjas, conocidos como ankifagos, parece ayudar a suprimir las respuestas inmunes en los macrófagos murinos cuando es absorbida y exhibida, o expresada y secretada por E. coli (B). Las células del sistema inmune destruyeron menos bacterias con la proteína ankirina comparado con bacterias que no expresaban esta proteína. Estos resultado sugieren que los ankifagos pueden facilitar la cohabitación de bacterias comensales con sus hospedadores eucariotas.  Fuente

Los fagos reducen la respuesta inflamatoria
Para probar el papel de la ankirina, lo que se hizo fue expresar la ankirina en Escherichia coli y dársela de comer a macrófagos de ratones. Lo que vieron los investigadores fue que los macrófagos comían menos E. coli con ankirina que sin ankirina.  Además se observó que cuando E. coli secretaba ankirina al medio los macrófagos dejaban de secretar sustancias que activaban la respuesta inflamatoria.
Los ankifagos introducen su genoma en la bacteria. En el genoma del ankifago contiene un gen para la producción de la proteína ankirina. Esta proteína reduce la respuesta proinflamatoria reduciendo NF-kB, Tnfa, Cxcl1, Ifnb, Il1b. Esto favorece la coexistencia de bacterias y macrófagos de ratón (arriba). En las bacterias que no expresan ankirina (abajo) son engullidas y destruídas por los macrófagos. Fuente
Ankirina por todas partes
Los investigadores buscaron en las bases de datos genómicas por otros especies en grupos distantes. Encontraron pruebas de que existía ankirina en otros microbiomas, incluidos microbiomas humanos. Este descubrimiento subraya la importancia que tienen los fagos en una relación a tres entre célula eucariota-bacteria-fago.

Estudiar bacterias aisladas no es entender qué es una bacteria
El estudiar bacterias aisladas en colonias ha permitido muchísimos avances. Sin embargo, la dimensión social de las bacterias ha sido más complicada de entender utilizando cultivos puros. Richard Lenski comenzó un experimento a partir de una colonia de E. coli. Separó este cultivo en seis y los dejó evolucionar en placas Petri durante años. Observó que con el tiempo y completamente al azar, estas seis colonias divergían genéticamente en el tiempo. De esta manera demostró que no existe un cultivo puro en el tiempo. Greg Velicer y otros investigadores del comportamiento social de las bacterias comprobaron que las bacterias Myxococcus xantus, también a partir de cultivos puros, cuando están sometidas a hambruna son capaces de diferenciarse en un cuerpo vegetativo que se eleva de la placa en donde crecen para formar unas esporas que tienen como objetivo diseminarse. Con esto quiero decir que en principio los cultivos, aunque sean puros y clonales pueden cambiar en el tiempo y dependiendo de las condiciones de alimentos. Si además, añadimos espacialidad y la presencia de otras especies todo se complica enormemente.
Si nosotros quisiésemos estudiar chimpancés tendríamos que ir a África. Poco podríamos entender sobre ellos estudiando chimpancés viviendo solos en una jaula de barrotes. Fuente
Crecer bacterias solas en cultivos sólidos en placas Petri no es fácil. Solo una minoría de bacterias crece en estas condiciones. Lograr cultivar una bacteria en placa Petri abre la posibilidad de investigar esa bacteria. Sin embargo, son bacterias aisladas, lo mismo que un chimpancé, un animal social, igual que las bacterias, viviendo aislado solito en una jaula.
Para crecer Legionella pneumophila hace falta añadir carbón activo. La función del carbón activo es capturar alguna sustancia que existe en el agar agar y que impide el crecimiento de Legionella. Si no le añadimos carbón activo Legionella no crece, pero si crecería una bacteria más generalista como E. coli. Hay una manera de crecer Legionella sin añadir carbón activo: si lavamos varias veces el agar agar y posteriormente lo secamos antes de utilizarlo para hacer las placas de Legionella, con el agar lavado Legionella puede crecer en las placas Petri.
Las bacterias tienen que crear interacciones con bacterias de su misma especie y otras, normalmente en biofilms. Tienen que crear territorios, fronteras. Estas son las limitaciones de trabajar con cultivos puros de bacterias.

Para saber más:
The scientist
https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(19)30428-7

viernes, 27 de diciembre de 2019

Cómo se generan las simbiosis: lecciones de Prometheoarchaeum


La bacteria pulpoPrometheoarchaeum syntrophicum
. Fuente
Prometheoarchaeum syntrophicum strain MK-D1 es una arqueobacteria del grupo Asgard. Un grupo de científicos japoneses, después de 12 años de intentarlo, han conseguido aislarla de los sedimentos marinos y cultivarla en laboratorio, lo cual abre las puertas a la experimentación científica. ¿Por qué es tan interesante esta bacteria? porque crece mejor si está en asociación con otras bacterias. Además, forma tentáculos con los que puede atrapar a las bacterias que se volverán sus compañeras, formando así relaciones simbióticas con ellas.

Si tenemos un modelo bacteriano de simbiosis podremos empezar a hacerles preguntas. Es una pena porque ya han existido modelos semejantes, por ejemplo el de las amebas y la bacteria X del científico surcoreano Jeon. En este modelo se puede observar cómo las bacterias X y las amebas acaban formando una simbiosis perfecta, en donde las bacterias necesitan a la ameba pero la ameba no puede vivir sin ellas. En este blog ya le dediqué una entrada.

Bacterias que nos enseñan que la teoría endosimbiótica de Lynn Margulis está en lo cierto existen algunas, como Gemmata obscuriglobus. Esta bacteria es una Gram negativa pero que carece de péptidoglicano. Una especie de eslabón perdido. Sería algo así como el paso de las arqueobacterias a las Gram negativas.

Esta bacteria es muy interesante porque al no tener peptidoglicano no tiene una presión interna elevada y su membrana crea compartimentos similares a los que tiene la célula eucariota. De hecho se cree que las invaginaciones de la membrana plasmática de esta bacteria serían como un preambulo del núcleo celular.
Si bien, las bacterias son generalmente clasificados como procariotas,
es decir, ausentes de membrana nuclear, siempre existen excepciones, como Gemmata obscuriglobus, una bacteria, que presenta compartimentos internos,
como una membrana intracitoplasmática y una membrana nuclear. Fuente: Nature
¿Qué aprenderemos de Prometheoarchaeum?

Hace unos meses me acerqué con mi compañera Hégira Ramírez a la mezquita de Quito (y no, no es un juego de palabras). Me regalaron varios libros, uno de ellos el siguiente:
La primera parte del libro está escrita con bastante rigor, los últimos capítulos el autor se relaja bastante. El argumento principal fue básicamente el que me repitieron los dos imanes (religiosos musulmanes, nada que ver con el magnetismo): la Biblia había sido escrita y traducida por hombres mientras que el Corán era la transcripción literal de las palabras de Dios. De esta manera, se justifica la línea evolutiva en al que primero el Dios de Abraham habla exclusivamente para las tribus judías, posteriormente, su hijo, también Dios para los cristianos, simplemente un profeta, para los musulmanes, expande el compromiso divino a otros pueblos además del hebreo. Allah, hablando por la boca del profeta Mahoma decide acabar con las múltiples interpretaciones del mensaje divino con un texto al que no se le puede cambiar ni una coma. De esa manera, el Corán lleva sin modificaciones más de 1400 años.

Quizás todo esto sea mentira desde un punto de vista factual, es decir, que no hay hechos reales que lo corroboren. Aunque sea factualmente inexacto es socialmente exacto. En el libro de Caraballo se muestra cómo existen en la Biblia algunos pasajes muy contradictorios. Esto originó en el pasado luchas entre los distintos clanes. Hoy en día, el cristianismo sigue dividido en múltiples facciones. Frente a esto se opone la unidad del islam. Obviamente esto no es del todo cierto porque también en el islam hay distintos clanes y facciones.

Podemos ver estudiando la historia de las religiones como hay dos fuerzas contrapuestas: la unidad y el deseo de formar una unidad aparte. Entender este tipo de gramática de cómo se generan los grupos es importante porque está en la base de nuestros conflictos armados. Conocer la verdad es importante, pero también lo es permanecer a una tribu. Si estos dos deseos no entran en conflicto perfecto. Si no lo hacen... las consecuencias son terribles.

Estudiando bacterias como Prometheoarchaeum y como genera simbiosis con otras bacterias nos permitirá aprender el abc, la gramática de cómo nos organizamos en grupos de una manera científica, basada en hechos. Existen otros modelos para entender la lógica de grupos en bacterias, como por ejemplo Myxococcus xantus, pero Promethearchaeum nos muestra cómo se establecen vínculos indisolubles entre bacterias muy distintas entre si. Lo que necesitamos para limar asperezas entre grupos radicales.

Para saber más:

Como siempre, la entrada sobre Prometheoarchaeum del investigador Manuel Sánchez, son mucho más didácticas e interesantes que las mías.

H. Imachi et al., Isolation of an archaeon at the prokaryote-eukaryote interface, bioRxiv, 6 August 2019

E. Pennisi, Tentacled microbe hints at how simple cells became complex, Science, Vol. 365, p. 631, 16 August 2019

https://www.newscientist.com/article/2213037-deep-sea-microbe-could-answer-one-of-evolutions-biggest-mysteries/

miércoles, 29 de mayo de 2019

Bacteria X nos muestra la teoría endosimbiótica en tiempo real

La bacteria X crea un territorio en el cuerpo de la ameba

Kwang Jeon, investigador de la Universidad de Tennessee (EEUU) que trabajaba con amebas, observó un día por casualidad que uno de los lotes de amebas iba enfermando y muriendo. Pudo ver que estas amebas estaban infectadas por una bacteria que él llamó bacteria X, una bacteria que es prima de nuestra conocida Legionella pneumophila. Unas pocas bacterias lograron sobrevivir en esas amebas infectadas. Recordemos que las amebas son depredadores naturales de bacterias. La bacteria X, lo mismo que Legionella pneumophila, son capaces de resultar indigestas y evitar ser digeridas por la ameba. Las bacterias se reproducen en las amebas, las destruyen y salen nadando para buscar una nueva ameba.

En 1966 el microbiólogo Kwang Jeon realizó un experimento con comunidades de amebas que proporcionaron pruebas de la teoría endosimbiótica. 1 La bacteria X, lo mismo que Legionella pneumophila, son bacterias que se reproducen en las amebas, las destruyen y nadan buscando otra ameba en la que puedan replicarse. Legionella se puede crecer en un medio de laboratorio, igual que la bacteria X, lo que nos indica que a priori son bacterias de vida libre. Por eso podemos infectar una comunidad de amebas (protozoos unicelulares) con la bacteria X que va a ser fagocitada por la ameba y ésta será incapaz de digerirla por lo que la bacteria X se replicará en su interior 2 La bacteria X provoca que la mayoría de las amebas enfermen y mueran. Muy pocas amebas sobrevivirán 3 Habrá algunas amebas que sobrevivan a la epidemia teniendo a la bacteria X en su interior 4 Si a estas amebas con bacteria X en su interior se les administra antibióticos provocan que la ameba se muera. De esta manera, Jeon provó que las amebas después de muchas generaciones portando bacterias X en su interior se volvían dependientes de éstas para sobrevivir. Fuente

Etiquetas: [1] Amebas, [2] Nucleos, [3] Bacteria X, [4] Amebas infectadas, [5] Amebas enfermas, [6] Amebas sobrevivientes, [7] Se añade antibiótico
Durante diez años, Jeon cuidó de estas amebas que llegaron a reproducirse y a vivir de manera similar a las amebas que no estaban infectados con la bacteria X. Durante este tiempo Jeon se dió cuenta que las primeras amebas infectadas tenían alrededor de 100.000 bacterias en su interior, pero al cabo de diez años el número de bacterias que vivían en el interior de estas amebas disminuían hasta 40.000. Es decir, la bacteria X había autorregulado su número para que las amebas pudiesen tener un comportamiento “sano”. En ese punto de la coevolución de las dos especies la relación entre ambas era tan fuerte que si se trataba a las amebas con penicilina, que sólo mata bacterias, las amebas al verse privadas de sus bacterias morían. La simbiosis había sido tan fuerte que si uno de los miembros de esa relación íntima moría el otro se moría con él.


A Juego de suma distinta de cero B Juego de suma cero (uno gana y el otro pierde)
En esta relación simbiótica de suma distinta de cero existe una frontera que delimita esta relación: no puede haber una disolución de la relación alcanzada.
Explicación de los juegos de suma cero y suma distinta de cero
En este juego de suma distinta de cero en donde Ameba y bacteria X tienen cierta ganancia, no existen dos participantes independientes, porque si muere uno también se muere el otro. Bacteria X ha perdido su capacidad de vivir libremente, la ameba ha perdido la capacidad de vivir sin la bacteria X en su interior. Existe por tanto algún mecanismo tipo toxina-antitoxina que hace que su unión sea indivisible. Ese mecanismo crea una frontera entre lo propio, es decir, la unión bacteria-ameba, y el mundo.

Las fronteras delimitan lo propio de lo ajeno

Las finales de los 100 metros lisos están ampliamente representadas por corredores y corredoras provenientes de islas como Jamaica y Trinidad y Tobago. Porcentualmente la población de estas islas copa la mayoría de plusmarcas ¿Por qué no existen más plusmarquistas de otras áreas en donde existe población afro? La razón es que ha habido un cuello de botella en la población afro de Jamaica y Trinidad y Tobago. Los africanos fueron capturados por traficantes de esclavos que seleccionaban a los mejores. Los encerraron en condiciones inhumanas en fuertes como el de Elmina en donde la mortalidad era elevada. Los trasladaban a América hacinados en barcos y ya en las islas tenían que cosechar caña de azucar en condiciones muy duras. Los que sobrevivían eran físicamente superiores. Pero ¿Por qué en Colombia que también tiene población afro que sufrió este inhumano cuello de botella no tiene grandes plusmarquistas en 100 metros lisos y las islas si? La razón es que en el continente existió el mestizaje. Los africanos se mezclaron con indígenas y con la población mestiza. En las islas regían amos ingleses y los indígenas habían desaparecido antes de la llegada de los esclavos. Por ese motivo se conservan las características físicas seleccionadas durante el proceso de la esclavitud
El hacinamiento de los barcos negreros permitía la propagación de enfermedades.
Los judíos, actualmente unos 16 millones de personas en todo el mundo, representan el 0.05% de la población mundial y tienen el 20% de todos los premios Nobel hasta la fecha. La razón no es otra que la selección natural, como en el caso de los jamaicanos. Los judíos se dividen en dos grandes grupos, los Sefardíes, judíos originarios del Israel romano que se refugiaron en la península Ibérica y que expulsados por segunda vez en el siglo XV encontraron, en su mayoría, refugio en ciudades pertenecientes al imperio turco, y el segundo grupo, los askenazis, que vivían Polonia y Rusia principalmente. Hoy, la genética de poblaciones explica como los askenazis no provienen de Israel sino que son Jázaros conversos. Los askenazis sufrieron más persecuciones que los sefardíes, en parte porque los sefardíes vivían en comunidades islámicas y el islam obliga a sus fieles a respetar a los judíos y cristianos por pertenecer todos al mismo tronco religioso común. En las tierras del norte el racismo estaba más acendrado y cuando existían problemas la culpa era siempre del diferente, y la minoría allí eran los judíos. 
Los judíos de Praga crearon una figura de barro para protegerlos de los ataques de los cristianos, el Golem. Conscientes de que ese monstruo podía, llegado el caso, a levantarse contra ellos, pusieron un versículo de papel en su boca cuyo acrónimo era R,O.B.O.T. Si el rabino que custodiaba el Golem le arrancaba el papel de la boca, el temible monstruo se desmoronaba.
Los pogromos eran los linchamientos multitudinarios de judíos en Alemania, Polonia, Rusia, Ucrania... Si tu eres judío y ves que el ambiente se caldea puedes hacer dos cosas: una, confiar en la bondad de tus vecinos y acabar muerto por una turba sedienta de sangre, o dos, preparar con antelación tu huida. Las personas que sufrían periódicamente pogromos sabían que llegado el caso tendrían que huir, por eso confiaban todas sus posesiones a elementos que podían ser trasladados con facilidad: el médico lo fiaba todo a su cabeza y al material médico que podía llevar consigo en su maletín, el cambista o el orfebre al oro y plata que podía guardar en una alforja. El poco espabilado moría, el listo podía transmitir sus genes a las siguientes generaciones. Así durante siglos la inteligencia, como rasgo genético, fue aumentando su porcentaje en este grupo de población. Lo mismo que las islas preservaban la selección de rasgos físicos, la tendencia a casarse entre miembros de la misma religión, permitía que los rasgos de inteligencia permaneciesen en la comunidad judía.

Jean Jaurès propuso una huelga general obrera ante el estallido de la Primera Guerra Mundial. La idea era buena, si los soldados se niegan a ir a la guerra entonces ¿Quién lucha? ¿Los generales?. Sin embargo, al final los obreros decidieron que su identidad nacional era más importante que su identidad obrera y fueron a la guerra. Una carnicería. Durante 4 años 10 millones de jóvenes murieron en húmedas trincheras y 20 millones quedaron heridos. Es el precio a pagar por pertenecer a un grupo. Al final de la contienda cayeron cuatro dinastías, y con ellas sus aristocracias: los Romanov, los Osmanlí, los Hohenzollern y los Habsburgo. Los obreros conservaron su cédula de identidad y sus tarjetas de la seguridad social o su equivalente. La IGM fue una contienda entre dinastías, los obreros solo pusieron los muertos. Fue el choque entre las fronteras familiares de dinastías que detentaban el poder en determinados territorios.

Barone y Moceti publicaron un estudio en el que demuestran que en Florencia no ha habido movilidad social. Los ricos de hace 600 años siguen siendo los ricos hoy en día. Esto es así gracias a que su descendencia asiste a los mismos colegios, las mismas fiestas, mismos lugares de veraneo, que obviamente no están al alcance de la plebe, y... se casan entre ellos. Quien haya tenido la oportunidad de acercarse a la gente rica observará que son expertos en los límites. Marcar límites, marcar diferencia, establecer un territorio es parte de su educación desde la cuna.
La clase obrera, si es que existe como clase, es débil frente a la clase aristocrática (recordemos que los Grandes de España todavía hoy a si mismos se nombran como "Nos, la clase") porque no establece límites, frontera, territorio. Esa era la idea del socialismo de caracter nacional, o nazional socialismo. Y ya sabemos como acabó esa historia. Fotograma de la película "Novecento" de Bertolucci.
Las fronteras generan conflicto

Volvamos a la teoría de juegos. En el encuentro entre pueblos que se da a partir de la expansión marítima europea podemos clasificarlos en dos grupos: los de suma cero: Norteamérica o Sudáfrica, y los de suma distinta de cero: el mestizaje latinoamericano. Si leemos "Enterrad mi corazón en Wounded Knee" podemos comprobar como la emigración blanca del centro de Europa eliminó desde 1850 a 1890 los indios de las praderas norteamericanas. Es un caso de suma cero: un grupo desplaza a otro.

Otro ejemplo de suma cero es Sudáfrica. En este caso los africanos ganan y los descendientes de europeos pierden. Recientemente el parlamento sudafricano ha votado expropiar las tierras de los blancos sin compensación económica alguna.

En América Latina, la experiencia romana en el manejo de las relaciones con otras culturas: sustituir los cultos locales con nuevos cultos, es decir, en donde había un santuario a una diosa relacionada con la fecundidad eregir un santuario a una virgen, dio lugar a la coexistencia de ambas culturas: el mestizaje, la suma distinta de cero de la teoría de juegos.
El cuadro "Los tres mulatos de Esmeraldas" que se expone de manera temporal en el Museo Nacional del Ecuador

En Ecuador, la provincia de Esmeraldas tuvo un gobernador de origen africano, Alonso de Illescas. En 1553 naufraga en Portete, Muisne. Gracias al cimarrón Antón se rebelan y conquistan su libertad en las espesuras del bosque tropical de la costa ecuatoriana. En 1555 muere Antón y Alonso consigue el liderazgo. Estas relaciones de poder fueron descritas al presidente de la Real Audiencia de Quito por el capitán español Pedro de Arévalo, en 1600, : "Los negros se mezclaron entre los indios y tomaron sus ritos, ceremonias y trajes y las mujeres que les parecio las mas principales y cacicas y se fueron apoderando y señoreando de aquella tierra e indios […] son señores absolutos della y de los dichos indios y ellos los mandan y gobiernan y no se conoce otro cacique ni señor dellos en la dicha provincia más que los dichos negros que entre si por sus parcialidades los tienen repartidos". En 1600 los hijos de Alonso de Illescas se desplazaron a Quito para oficializar su estatus con el documento "Asiento, posesión y juramento de fidelidad". Jurando fidelidad los Illescas consiguieron un territorio.
Las fronteras siempre suponen un conflicto. Trajano, el emperador romano de origen hispano y su sucesor, también hispano, Adriano, ejemplifican con sus políticas este conflicto. Trajano quiso expandir las fronteras del imperio que alcanzó su máxima extensión en su reinado. Adriano vio que perderían identidad con una extensión ilimitada por lo que decidió evitar nuevas expansiones, derruir puentes y levantar muros. Lo mismo hicieron los chinos con la Gran Muralla
¿Creo una frontera y disfruto un territorio o las elimino y evito el conflicto?

Esta es una de las preguntas clave en biología en el S XXI. Se ha utilizado la teoría de juegos, los "Agent based models", modelos ecológicos... pero ninguno ha avanzado demasiado en este tipo de preguntas. Quizás el problema estribe en considerar un modelo basado en un agente, en la dinámica de dos burros y no tener en cuenta que los organismos biológicos funcionamos como una matrioska genética. En embriología está bien establecido que la ontogenia recapitula la filogenia. Un individuo adulto se produce por la interacción del ARN materno con la doble copia genética de ADN del padre y de la madre. A partir de ahí, durante la fase de la mórula, algunas células darán lugar a la estirpe sexual, la única que tendrá alguna oportunidad de pasar a la siguiente generación y las células somáticas que formarán una especie de robot portador de las células sexuales, las únicas "vivas" desde un sentido biológico de perpetuación del individuo.

Quizás la línea de tiempo entre distintos agentes biológicos, que si está clara en el caso de la embriología, se tenga que tener en cuenta para los problemas biológicos complejos. Si durante la evolución primero fue el ARN, luego la célula, los seres pluricelulares, la aparición de la cultura, posiblemente todos estos distintos niveles operen en los procesos complejos y el actual modo de resolver los problemas de la biología, a base de reducir los problemas a una variable con sus controles positivos y negativos sea un método insuficiente para resolver el problema. Platón escenificó este escenario con su Mito de la Caverna.

Para saber más:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/j.1550-7408.2004.tb00277.x

https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=2856359

Para conocer más sobre Alonso de Illescas