El oxígeno como presión selectiva primaria para la evolución de la fotosimbiosis

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• Microbiología
• Investigación de simbiosis

Sus antecedentes:

• Las fotosimbiosis son cruciales para la biosfera, ya que proporcionan carbono y oxígeno.
• Los mecanismos evolutivos que impulsan la fotosimbiosis siguen siendo en gran medida desconocidos.
• Se necesita un sistema experimental novedoso para estudiar la evolución temprana de la fotosimbiosis.

Objetivo del estudio:

• Investigar las presiones selectivas iniciales que impulsan la evolución de la fotosimbiosis.
• Modelar los primeros eventos de fotosimbiosis utilizando un sistema huésped no simbiótico.
• Determinar si el suministro de carbono u oxígeno fue la principal ventaja temprana.

Principales métodos:

• Se utilizó el ciliado depredador Tetrahymena thermophila como sistema huésped ingenuo.
• Se introdujeron algas eucariotas (Chlorella variabilis) y cianobacterias (Synechococcus elongatus) como simbiontes potenciales.
• El sistema se cultivó en ambientes bajos en carbono e hipóxicos para simular las condiciones de la Tierra primitiva.

Principales resultados:

• Tetrahymena thermophila fagocitó fácilmente presas tanto de algas como de cianobacterias.
• No se observó ninguna ventaja de crecimiento significativa al alimentarse en un medio bajo en carbono.
• Las condiciones hipóxicas permitieron que las algas y cianobacterias intracelulares apoyaran la supervivencia temporal del huésped.

Conclusiones:

• La producción de oxígeno por parte de los simbiontes puede haber sido la ventaja inicial para la evolución de la fotosimbiosis.
• El suministro de carbono, común en las fotosimbiosis existentes, probablemente representa un evento evolutivo secundario.
• La fotosimbiosis temprana probablemente evolucionó en ambientes anóxicos o hipóxicos donde el oxígeno era crítico.