La vida compleja habría evolucionado gracias al “flirteo” entre las células

La vida multicelular pudo haber comenzado con breves alianzas entre células: los organismos unicelulares llamados Stentor pueden alimentarse de manera más eficiente al emparejarse, lo que ilustra una posible etapa en la evolución de formas de vida complejas. La evolución de la multicelularidad desde los primeros ancestros unicelulares es una de las transiciones más importantes para comprender en profundidad el origen de la vida en la Tierra.

Un grupo de investigadores liderado por Shashank Shekhar, de la Universidad de Emory en Atlanta, Estados Unidos, ha descubierto una forma simple y reversible de comportamiento multicelular en Stentor coeruleus, una criatura unicelular que vive en el fondo de los estanques y puede crecer hasta 2 milímetros de largo. El nuevo estudio se ha publicado recientemente en BioRxiv.

Coqueteo celular

Al parecer, Stentor crece gracias a la unión espontánea entre diversas células individuales, que “flirtean” y se emparejan para favorecer la nutrición y el desarrollo. El mecanismo sería el que habrían utilizado las primeras formas de vida unicelular en la Tierra primitiva, para evolucionar progresivamente hasta transformarse en organismos multicelulares, dando inicio a la vida compleja que hoy se aprecia en nuestro planeta.

De acuerdo a un artículo publicado en New Scientist, se sabía que el camino hacia la multicelularidad implicaba necesariamente la existencia de un beneficio para que las células individuales se unieran, como por ejemplo una mejor reproducción o alimentación. Sin embargo, los estudios que investigan estas ideas se han centrado hasta el momento principalmente en criaturas que forman grupos o colonias en las que algunas células desarrollan funciones especializadas, permaneciendo pegadas a otras por largos períodos de tiempo.

Ahora, los científicos estadounidenses creen que el proceso identificado en Stentor coeruleus podría representar otra etapa de la evolución de la vida, que está a mitad del camino hacia la multicelularidad. Al estudiar a Stentor en una placa de laboratorio, Shekhar y sus colegas advirtieron que las células individuales usan una franja de cilios (estructuras celulares) en forma de látigo alrededor de sus "cabezas", para generar pares de vórtices que les permiten succionar comida con sus "bocas". 

Parejas libres y abiertas

Al mismo tiempo, notaron que mientras algunas células nadaban libremente, otras se adherían al plato y formaban colonias. Para comprobar por qué lo hacían, colocaron pares de células Stentor en una cámara llena de líquido. Las células juntaron sus cabezas y combinaron sus vórtices, creando un flujo mucho más fuerte que era capaz de atraer más “presas” y más grandes. En otras palabras, el emparejamiento ayudaba a Stentor a atrapar más comida.

Sin embargo, los investigadores se preguntaron por qué las células de Stentor no se mantenían juntas todo el tiempo. Descubrieron que el beneficio es desigual, ya que la célula más fuerte obtiene más alimento que la más débil. En consecuencia, las células Stentor que se agrupan en colonias mueven la cabeza para “conectarse” con cada uno de sus vecinos, intercambiando compañeros todo el tiempo para maximizar el flujo de fluidos y nutrientes.

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Las colonias permanecen aproximadamente constantes en tamaño, pero cada Stentor individual va y viene, como un invitado en una fiesta en la cual las puertas siempre están abiertas. Este comportamiento “promiscuo” y poco fiel le permite alimentarse de forma más eficiente, mostrando una forma de evolución temprana de la multicelularidad que hasta el momento había pasado inadvertida.

Referencia

Cooperative hydrodynamics accompany multicellular-like colonial organization in the unicellular ciliate Stentor. Shashank Shekhar et al. BioRxiv (2023). DOI:https://doi.org/10.1101/2023.01.10.523506