Centauros del fitoplancton
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| Para ver este centauro hay que ir al Louvre. Es una copia romana de un original griego. Fuente: Wikimedia commons |
En la mitología griega, los centauros (y centáurides, si eran femeninas) eran unos seres híbridos,
bastante belicosos, mitad hombre – mitad caballo.
Créanme si les digo que en el fitoplancton también hay centauros microscópicos, aunque éstos no tienen patas…Son las «dinotomeas«. Así las bautizaron Imanian y col. (2010) para resaltar su doble naturaleza: un dinoflagelado con una diatomea endosimbionte.
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| Esquema evolutivo del superphylum Alveolata. El cloroplasto se perdió en los ciliados, y en los parásitos «Apicomplexa» queda un apicoplasto, no fotosintético. En dinoflagelados ha habido varias sustituciones del plástido secundario original. .Modificado de Yoon y col. (2005). |
La endosimbiosis terciaria empieza con un dinoflagelado que captura a otro alga. No sabemos cómo, pero en un proceso gradual elimina lo redundante con su propia célula, excepto los plástidos. Éstos se integran en el huésped con libertad limitada, dependientes del núcleo del dinoflagelado. Algo así como un adolescente que vive aún en casa de sus padres.
Pero en las dinotomeas el panorama es distinto. El endosimbionte sigue dentro: es una diatomea «reducida».
A pesar de haber perdido su movilidad y pared celular, la diatomea endosimbionte conserva una membrana que le separa del dinoflagelado, con su citoplasma, núcleo, retículo endoplasmático, mitocondrias y cloroplastos.
La naturaleza no es perfecta, todo es redundante con su huésped excepto los cloroplastos. Por si fuera poco, las diatomeas son diploides y los dinoflagelados haploides. Aún así ambos núcleos cohabitan en la misma célula… ¿alucinante, verdad?
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| Kryptoperidinium foliaceum. Visto con luz UV y teñido con calcoflúor para ver sus tecas.. Autora: Rosa Figueroa. |
El huésped es un dinoflagelado marino ó de agua dulce, de los géneros Kryptoperidinium, Durinskia, Galeidinium y Gymnodinium, entre otros…
El endosimbionte una diatomea del grupo de las pennadas (o sea, alargadas), excepto en Peridinium quinquecorne y Peridiniopsis spp. (de agua dulce), que poseen diatomeas endosimbiontes céntricas, relacionadas con Chaetoceros. Éstos últimos se cree que han sustituido su diatomea pennada endosimbionte.
Por curiosidad: en P. quinquecorne, antes de la llegada de los estudios moleculares, se pensaba que su endosimbionte era un alga crisofícea. En 2010, Imanian y col. analizaron el genoma plastidal de Durinskia y Kryptoperidinium, concluyendo que en el caso de la primera existían muchas similitudes con la diatomea Phaeodactylum tricornutum.
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| Phaeodactylum tricornutum. Autor: Bradbury J Fuente: Wikimedia commons |
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| Fragilariopsis cylindrus. Fuente: ASU. School of Life Sciences http://askabiologist.asu.edu/plankton-gallery |
Sin embargo, en 2012, los mismos autores han analizado el genoma mitocondrial del endosimbionte de Durinskia baltica y K. foliaceum y encuentran en ambos casos una coincidencia muy alta con la diatomea Fragilariopsis cylindrus. De hecho, las mitocondrias del endosimbionte apenas sí se han modificado respecto a diatomeas de vida libre, son completamente funcionales y conservan genes duplicados con los de su huésped.
¿Y cómo es el ciclo de vida de las dinotomeas? ¿Cómo se divide una célula con 2 núcleos? un lío, seguro…
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| Imagen de epifluorescencia donde vemos los 2 núcleos. A la derecha el del dinoflagelado, con sus cromosomas, y a la izquierda el de la diatomea. Autora: Rosa Figueroa. |
Pues en K. foliaceum Figueroa y colaboradores (2009) demostraron que su ciclo de vida incluye reproducción sexual. Al fusionarse los gametos, durante un tiempo coexisten 2+1=3 núcleos en la célula resultante: 2 del dinoflagelado al unirse + 1 del endosimbionte, que quizás se fusione antes.
El núcleo del endosimbionte ha perdido la capacidad de realizar mitosis, es decir, de repartir el material genético en 2 mitades iguales para cada célula hija. Sus cromosomas nunca son visibles y tampoco parece hacer meiosis, necesaria para la formación de gametos…
En su lugar, cuando la dinotomea comienza la división celular, el núcleo endosimbionte también lo hace, pero un poco retrasado en el tiempo.
El tamaño del núcleo endosimbionte es variable según las condiciones del cultivo, lo cual plantea dudas sobre su importancia para la dinotomea. De hecho existen cepas de K. foliaceum en las que el núcleo endosimbionte ya ha desaparecido.
Conclusión:
Tan seguro es que las dinotomeas volverán a ser dinoflagelados como que los centauros no existen. Y de unicornios, como decía Silvio, había uno y se perdió…!!
Referencias
-Figueroa R y col. The life history and cell cycle of Kryptoperidinium foliaceum, a dinoflagellate with two eukaryotic nuclei. Protist 160:285-300. (2009).
-Horiguchi T y col. Serial replacement of a diatom endosymbiont in the marine dinoflagellate Peridinium quinquecorne (Peridiniales, Dinophyceae). J Phycol Res 54:193-200 (2006).-Imanian B y col. The complete plastid genomes of two «Dinotoms» Durinskia baltica and Kryptoperdinium foliaceum. PlosOne 5:e10711 (2010).
-Imanian B y col. Tertiary endosymbiosis in two «Dinotoms» has generated little change in the mitochondrial genomes of their dinoflagellates hosts and diatom endosymbionts. PlosOne 7:e43763 (2012).