SE REVELA EL ORIGEN DE LA FOTOSÍNTESIS.

20 de Febrero de 2012.

El análisis del genoma de un "fósil viviente" arroja luz sobre la evolución de las plantas.

El oxigeno atmosférico realmente despegó en nuestro planeta alrededor de 2,4 millones de años durante la Gran Oxigenación. En este momento clave de la evolución de nuestro planeta, las especies tenían ya sea para aprender a lidiar con este veneno que fue producido por las cianobacterias fotosintéticas o se extinguirian. Ahora parece extraño pensar que el gas que sustenta gran parte de la vida moderna tuvo un principio de mal gusto.

Entonces, ¿cómo y cuándo la capacidad de producir oxígeno por el aprovechamiento de la luz solar se entró en el dominio eucariota, que incluye a los seres humanos, plantas y más reconocibles, formas de vida multicelulares? Uno de los pasos fundamentales en la evolución de nuestro planeta fue el desarrollo de la fotosíntesis en las células eucariotas mediante el proceso de endosimbiosis.

Crédito: Cortesía de Bhattacharya laboratorio.
Esquema de Cyanophora paradoxa.

Este paso decisivo se produjo alrededor de 1,6 millones de años cuando un protista unicelular capturaba y retenia una cianobacteria antigua de vida libre. Este proceso, llamado endosimbiosis primaria, dio origen a los plastidios, que es el compartimento especializado donde se realiza la fotosíntesis en las células. La endosimbiosis es ahora una teoría bien corroborada que explica cómo las células se ganaron su gran complejidad y se hizo famoso recientemente por el trabajo de la bióloga Lynn Margulis, mejor conocida por su teoría sobre el origen de los orgánulos eucariotas.

En un documento titulado "El genoma de Cyanophora paradoxa aclara el origen de la fotosíntesis en las algas y las plantas", que apareció esta semana en la revista Science, un equipo internacional dirigido por el biólogo evolutivo y profesor de la Universidad de Rutgers Debashish Bhattacharya ha arrojado luz sobre los primeros eventos que conducen a la fotosíntesis, el resultado de la secuenciación de 70 millones de pares de bases del genoma nuclear de la alga unicelular Cyanophora.
En el mundo de las plantas ", Cyanophora es el equivalente a los peces de pulmón, ya que mantiene algunas características primitivas que lo hacen un candidato ideal para la secuenciación del genoma", dijo Bhattacharya.

Bhattacharya y sus colegas consideran que este estudio "la última pieza del rompecabezas para entender el origen de la fotosíntesis en las células eucariotas." La comprensión básica de gran parte de la posterior evolución de los eucariotas, incluyendo el aumento de plantas y animales, está saliendo de la secuenciación del genoma de Cyanophora paradoxa, una especie rica en funciones, que conserva gran parte de la diversidad del gen ancestral compartida por algas y plantas.
Para aquellos no familiarizados con las algas, que incluyen las diatomeas ubicuoas que son algunos de los productores primarios más prodigiosas de nuestro planeta, lo que representa hasta un 40% del carbono fijado anualmente en el medio marino.

Bhattacharya conduce la Cooperativa de Rutgers del genoma que se ha extendido el uso de métodos del genoma entre el profesorado universitario. Usando datos generados por el analizador del genoma Illumina IIx en su laboratorio, Bhattacharya, los miembros de su laboratorio Dana C. Precio, Cheong Xin Chan, Jeferson Gross y colaboradores de los EE.UU., Europa y Canadá proporcionaron pruebas concluyentes de que todos los plastidios remontan su origen a una endosimbiosis primaria única.

Ahora que el proyecto de la fotosíntesis eucariota ha llegado con más claridad a la vista, los investigadores serán capaces de averiguar no sólo lo que une a todas las algas, como las plantas, sino también lo que las principales características los hacen diferentes unos de otros y los genes que subyacen a estas funciones.

Fuente: Rutgers S.U. New Jersey.