¿Hasta dónde puede estirar la naturaleza la individualidad?

How Far Can Nature Stretch Individuality?

Cuando la gente muere, todo nuestro cuerpo muere con nosotros. El corazón deja de bombear; el intestino deja de digerir; cada célula que lleva el modelo genético de una persona eventualmente se extingue, hasta que su firma molecular se extingue. Esta es la maldición de los humanos’—realmente, la mayoría animales’—composición multicelular: Las células dentro de nuestro cuerpo son tan especializadas, tan interdependientes, que sus destinos están unidos incluso en la muerte.

Sin embargo, la multicelularidad no tiene por qué manifestarse de esta manera. Solo un salto, un salto y un salto desde nosotros en el árbol de la vida son los coanoflagelados—pequeñas criaturas marinas y de agua dulce aproximadamente del tamaño de la levadura. Los coanoflagelados comúnmente aparecen como células individuales con una cola larga y azotada, una cabeza bulbosa y un cuello con volantes, parecido, como mi colega Ed Yong lo ha descrito memorablemente, “un espermatozoide con falda”. Pero bajo las condiciones adecuadas, los coanoflagelados también pueden florecer en cuerpos multicelulares, uniendo células individuales en entidades únicas que, con un poco de imaginación y entrecerrando los ojos, tienen curiosas semejanzas con los cuerpos de los animales. Sus cuerpos, como los nuestros, suelen ser genéticamente idénticos en todo su recorrido; sus cuerpos, como los nuestros, pueden doblarse y flexionarse, como si estuvieran compuestos por músculos en movimiento. Sus cuerpos, como los nuestros, pueden incluso albergan pequeñas comunidades de bacterias que pueden ayudarlos a sobrevivir.

Sin embargo, cuando se explotan o se cortan en rodajas, los cuerpos de los coanoflagelados no sangran ni se derrumban en pedazos carnosos, como lo hacen los nuestros. Se desagregan de nuevo en células individuales, cada una ahora libre para alejarse de sus antiguos compatriotas e irse por su cuenta. No hay un límite teórico para esta resiliencia, me dijeron los expertos: si un depredador consumiera el 99 por ciento de una coalición de choanos, cualquier célula individual que quedara podría persistir, el equivalente aproximado de un solo dedo humano, sobrante de una explosión, arrastrándose para comenzar. existencia de nuevo.

En una sola vida, un coanoflagelado puede «cambiar por completo su forma de interactuar con el medio ambiente, de maneras verdaderamente fundamentales», dice Nicole King, bióloga de coanoflagelados en UC Berkeley. Puede cambiar sus medios de siendo en este mundo. Esta forma flexible de multicelularidad no es una que mantuvo el linaje animal, pero su existencia podría revelar mucho sobre nuestros orígenes de todos modos. El estudio de estas pequeñas criaturas ha ayudado a remodelar la forma en que los humanos conciben los cuerpos complejos, incluso lo que significa ser un individual—una noción que se cuestiona cada vez que una célula se separa con éxito del cuerpo al que alguna vez perteneció.

Para cualquier criatura que pueda lograrlo, manejar la multicelularidad viene con beneficios obvios. Los cuerpos más grandes se mueven más rápidamente, usan los nutrientes de manera más eficiente y resisten más fácilmente los factores estresantes de la vida; ellos son más difícil para que los depredadores traguen y mejor para perseguir presas. En el curso de la evolución, la pluricelularidad ha demostrado ser una bendición tal que se cree que ha surgido hasta 25 veces separadas—tal vez más— en los últimos 800 millones de años más o menos, engendrando la fauna, la flora, los hongos y más de hoy en día en todas sus formas salvajes y maravillosas. Pero los miembros modernos del linaje animal —millones y millones de especies de ellos que revolotean, vuelan, corren, nadan, se retuercen y se arrastran— pueden trazar sus orígenes hasta un origen singular. uni-a-multi cambiar. “Todo el mundo está de acuerdo en que la multicelularidad en los animales evolucionó una vez”, dice Pawel Burkhardt, neurobiólogo de la Universidad de Bergen, en Noruega.

Sin embargo, cómo nuestros antepasados ​​lograron esto sigue siendo un gran misterio. Los coanoflagelados ofrecen una pista crucial. Se considera ampliamente que las criaturas son los parientes unicelulares vivos más cercanos de los animales: una ramita hermana en el árbol de la vida que creció junto a la nuestra. Ese posicionamiento hace de los coanoflagelados uno de los mejores atisbos modernos de la rama de la que surgió el linaje animal, dice Flora Rutaganira, bióloga de la Universidad de Stanford.

Los científicos han identificado más de 100 especies de coanoflagelados hasta ahora. Por lo que los expertos pueden decir, las criaturas están bastante contentas de permanecer solas en muchas circunstancias. En su estado unicelular predeterminado, pasan sus días nadando y comiendo bacterias; cuando llega el momento de hacer más de sí mismos, los choanos individuales duplican su tamaño y luego se dividen limpiamente en dos. A veces, sin embargo, los choanos deciden que una vida solitaria no es suficiente. En lugar de separarse por completo después de la división, las células recién nacidas que alguna vez podrían haber deambulado permanecen unidas. en la especie Salpingoeca roseta, incluso las entrañas de las células pueden interconectarseun poco como un cordón umbilical entre padres e hijos que nunca se corta por completo.

Al repetir este proceso, las colonias de coanoflagelados pueden hinchar para contener docenas, incluso cientos, de células, me dijo King, y tomar una colección de formas. Como ha descubierto Thibaut Brunet, biólogo del Instituto Pasteur de París, algunos, como el acrobático Choanoeca flexapueden armar dentro colonias en forma de copa cuando se expone a mucha luz; Mientras tanto, una zambullida en la oscuridad hace que los grupos se inviertan para que sus extremos ondulados queden hacia afuera en lugar de hacia adentro, una conformación que facilita que la cuadrilla nade. Otras especies, incluyendo s. rosetta, florecer en el rosetones grumosos que les dan su nombre cuando están en presencia de ciertos tipos de bacterias. Echa un vistazo cuidadoso a algunas de estas colonias con forma de orbe, me dijo King, y podrían parecerte un poco familiares: aproximadamente, temáticamente, parecen casi embriones de animales, hinchados hacia afuera en cuerpos, listos para nacer.

Las colonias de coanoflagelados no están construidas para durar. En el laboratorio, los científicos pueden dispersar colonias agitándolas o haciéndolas pasar hambre, incluso haciéndolas pasar por un espacio reducido. Lo que una vez fue un cuerpo luego “simplemente se desintegra” en sus componentes celulares, me dijo Burkhardt, como si nunca hubiera estado completo. Esta alternancia es una habilidad espeluznante y poderosa. Tan grandes como pueden ser los cuerpos grandes, también son engorrosos, especialmente cuando la comida escasea. Las células individuales son más fáciles de saciar con nutrientes limitados y se reproducen más rápidamente; son más adaptables a las condiciones cambiantes, porque no tienen que esperar a que decenas de sus camaradas “lleguen a un consenso”, me dijo Rutaganira. Los eventos de extinción masiva de la Tierra han impactado desproporcionadamente a los animales grandes, mientras que han salvado a los rápidos y pequeños, dice Pedro Márquez-Zacarías, biólogo evolutivo del Instituto Santa Fe.

Tales estrategias flexibles podrían ser una forma extraña de pensar sobre la multicelularidad, al menos para los humanos, cuyas nociones se basan en los rasgos de nuestros propios cuerpos: estables, codependientes, compuestos de células que pueden sobrevivir solo si son parte de un todo más grande. . Así es como King concibió el concepto por primera vez cuando comenzó su laboratorio hace más de una década. Ahora, sin embargo, «he visto que la multicelularidad existe a lo largo de un continuo», me dijo. La cooperación puede manifestarse en una multitud de formas, desde afiliaciones transitorias (pequeñas conversaciones celulares) hasta confianza mutua permanente.

Los seres humanos han tenido sus nociones de independencia desafiadas antes. Las criaturas supersociales como las abejas y las ratas topo desnudas, por ejemplo, viven en sociedades familiares tan unidas que solo pueden operar como colectivo; las tripas de los animales albergan bulliciosas comunidades de microbios que evolucionan junto con sus anfitriones. (Casualmente, o no tan casualmente, ciertos choanos también parecen capaces de albergar un microbioma a medida mientras está en forma de colonia, como un equipo ahora dirigido por Alain García de las Bayonas de UC Berkeley.) No es inusual volverse muchos dentro una. Pero los choanos se encuentran entre las criaturas que cambian esa narrativa e interrogan los mundos que existen. dentro de a nosotros. Cuando están en colonias, son individuos formados arriba de individuos; cuando se fragmentan, hacen muchos de uno. La definición de sí mismo de los coanoflagelados “puede existir en múltiples niveles de apilamiento, como muñecas rusas”, dice María Rebolleda-Gómez, bióloga de UC Irvine. Siempre que la selección natural y la evolución puedan actuar sobre una entidad (un grupo, una criatura, una célula, un gen), podría decirse que hay un individuo al acecho en su interior.

En comparación, la multicelularidad obligada de los humanos puede parecer estricta y sofocante. Pero probablemente no deberíamos estar también celoso. Una criatura que «tuviera muchas células que pudieran decidir explotar por sí mismas en cualquier momento tendría muchos problemas», dice Iñaki Ruiz-Trillo, biólogo de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados, en España, un una especie de película de terror en ciernes. Eso es más o menos lo que sucede con el cáncer, en el que las células comienzan a escabullirse de sus colegas, me dijo Márquez-Zacarías. Es una traición microscópica, una ruptura del pacto multicelular implícito: las células individuales recuperan el tipo de autonomía que una vez perdieron.

La multicelularidad humana funciona mejor cuando se sustenta en innumerables actos de bien social: la unión repetida de células. Cada una de nuestras células ha hecho el último sacrificio: su propia independencia y, en la mayoría de los casos, la posibilidad de reproducirse. Pero las rebeliones ocurren. La cooperación, incluso entre los individuos, pende de un hilo: una tregua que, en cualquier momento, puede romperse. Incluso un coanoflagelado que alguna vez fue colaborador se negará a hundirse con su barco.

El cargo ¿Hasta dónde puede estirar la naturaleza la individualidad? apareció por primera vez en El Atlántico.

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