Una fusione estremamente rara di due forme di vita solleva una drammatica previsione evolutiva: “Non l'abbiamo notato”

Due forme di vita si sono fuse in una sola, e questa è la quarta volta che un evento del genere viene documentato negli ultimi due miliardi di anni. L'endosimbiosi iniziale ha dato origine a una vita complessa, e la seconda volta abbiamo ottenuto le piante, quindi questa nuova scoperta evolutiva ha suscitato interesse in tutto il mondo.

Ora, il ricercatore della UC Santa Cruz che ha condotto lo studio, il dottor Tyler Cole, ha rivelato che potrebbero esserci altri casi non documentati di fusione di queste forme di vita. Quando gli è stato chiesto se la sua scoperta significasse che era statisticamente probabile che si sarebbero verificati anche futuri casi di endosimbiosi primaria, la sua risposta è stata “assolutamente”.

“C’è un’enorme diversità di microbi negli oceani, ovunque e in tutti gli ambienti poco studiati e sconosciuti”, ha detto Cole a Yahoo News Australia. “Quindi penso che sia molto probabile che ci siano altri casi di questo tipo di evoluzione degli organelli che non abbiamo ancora osservato, e che probabilmente stanno accadendo proprio mentre parliamo,” ha detto.

Quando si è verificata l'endosimbiosi primaria?

L'endosimbiosi primaria descrive il processo di A Un organismo a vita libera viene assorbito in un'altra cellula e poi coevolve oltre la simbiosi primaria.

Entrando per un attimo nei dettagli tecnici, nel caso del nitroblasto appena scoperto, è semplice Cellula procariota È diventato più complesso Cellula eucariotica. Una volta dentro Cellula eucarioticaIL Cellula procariota Inizia essenzialmente a funzionare come un piccolo organo, ciò che è noto come organello.

• La prima volta che si verificò l’endosimbiosi primaria, circa 1,5-2 miliardi di anni fa, creò i mitocondri che diedero origine alla vita complessa.

• Il secondo evento si verificò tra 1 e 1,5 miliardi di anni fa e fu importante anche perché creò i cloroplasti e questo costituì il ramo dell'evoluzione che divenne le piante.

• Il terzo evento, 100 milioni di anni fa, creò un tipo di cellula che produce colore chiamata cromatoforo.

• Anche il quarto evento si è verificato circa 100 milioni di anni fa, e questo è ciò che ci ha dato i nitroblasti.

I primi due casi di proto-endosimbiosi hanno portato alla creazione della vita come la conosciamo, ma l’impatto finale del terzo e del quarto evento documentato non è ancora noto, ha detto Cole.

“Il terzo evento è quello di cui nessuno sa veramente perché è misterioso. Si tratta fondamentalmente di un piccolo tipo di ameba che ha assorbito i cianobatteri e ha sviluppato un organello”, ha detto.

“È molto giovane. Non si è ancora diversificato in qualcosa di simile all'uomo, o in un ramo importante dell'albero della vita, né ha plastidi azotati, ma è così recente che non ce lo aspettiamo.”

Perché si forma l'organello?

Il motivo per cui si verifica l’endosimbiosi primaria è creare una situazione “win-win” per le due forme di vita: un organismo può offrire qualcosa che l’altro non ha.

Nel caso del nitroblasto, il processo di inghiottimento dei cianobatteri ha infine dato alla cellula delle alghe, che in precedenza era sopravvissuta grazie alla fotosintesi, la capacità di elaborare invece l’azoto.

Non si sa perché le alghe abbiano prima assorbito i cianobatteri. “L'istituzione iniziale di questa interazione potrebbe essere stata quella di fornire ai cianobatteri una casa o semplicemente un ambiente migliore in cui vivere”, ha detto Cole. Ma alla fine, pensò, le alghe hanno perso la capacità di fotosintesi, e quindi il loro rapporto con i cianobatteri si è rafforzato, portando alla loro trasformazione in un organello. Questa è la prima volta che viene documentato un organello che fissa l'azoto.

Perché dovrei preoccuparmi dell’endosimbiosi primaria?

Cole ritiene che la scoperta dell'UCLA abbia rilevanza per l'agricoltura moderna, dove gli ingegneri stanno cercando di replicare artificialmente il processo.

“Potrebbe fornire una tabella di marcia verso alcuni nitroplasti sintetici”, ha detto. “C’è interesse nell’ingegneria di organelli artificiali di diversi tipi. Ciò fornisce la prova di un altro organello molto più recente di quello antico.

Non è chiaro se questo organismo possa essere utilizzato per realizzare ulteriori progressi nella medicina umana. “Dovremo aspettare e vedere. Penso che ci sia sicuramente molto interesse su come vengono creati gli organelli, su come vengono mantenuti e su come si sono evoluti. Penso che sia troppo presto per dire cosa possiamo imparare da ciò .”

Come è stato ritrovato l'organismo?

È noto che i nitroblasti sono molto comuni negli oceani del mondo. È stato sequenziato per la prima volta dal professor Jonathan Zehr presso l'Università della California, a Santa Cruz, nel 1998, utilizzando campioni prelevati dall'Oceano Pacifico, e i suoi colleghi hanno trascorso anni studiando il suo strano organismo, che hanno chiamato UCYN-A.

Nel frattempo, a 9.000 chilometri di distanza, a Kochi, in Giappone, la paleontologa Kyoko Hagino stava cercando di coltivare l'organismo ospite, cosa che ha richiesto più di 10 anni.

Inizialmente si pensava che UCYN-A fosse un endosimbionte – cioè un tipo di organismo che vive all’interno del corpo o delle cellule di un altro organismo – ma ciò che ora è stato concluso è che le due forme di vita si sono fuse e si sono evolute insieme.

Coyle ritiene che probabilmente esistano molti esempi simili lungo lo spettro dall'endosimbiosi all'organello che devono ancora essere scoperti. “Penso che sia molto probabile che in futuro scopriremo più esempi che esistono in luoghi diversi lungo questo spettro”, ha detto.

Questa scoperta è stata pubblicata sulla rivista Scienze.

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