dilluns, de maig 08, 2006

Un origen de cooperació

Quan mirem una cèl·lula al microscopi de seguida ens n’adonem de la complexitat del seu interior. Hi ha un nucli, on es guarda l’ADN, però també hi ha molts altres compartiments especialitzats en diferents feines: producció d’energia, empaquetament de productes, síntesi de proteïnes, fabricació de greixos, degradació de coses inútils sistemes de transport, mecanismes d’excreció...

Però hi ha un parell d’orgànuls que han resultat ser particularment sorprenents, i informatius alhora. Uns són els mitocondris, i els tenen totes les cèl·lules. És el lloc on produïm l’energia per viure. N’han de generar constantment o moriríem en pocs instants. Quan a les pel·lícules veieu algú que pren cianur i pocs segons desprès cau mort, podeu recordar que el cianur el que fa és parar el funcionament dels mitocondris. No hi ha més generació d’energia i tot s’atura.

L’altre orgànul interessant s’anomenen cloroplasts, i el tenen únicament les cèl·lules dels vegetals. Son els que els donen color verd, perquè contenen clorofil·la i la clorofil·la és verda, i és on té lloc la fotosíntesi. De nou l’energia hi està pel mig. Però en aquest cas el que fan és aprofitar l’energia del Sol per fabricar sucres. Sucres que després els mitocondris s’encarregaran de convertir en energia per la cèl·lula.

Tant els mitocondris com els cloroplasts tenen una característica única respecte de la resta d’orgànuls de la cèl·lula. Tots dos tenen ADN propi. Un ADN que conté instruccions per fabricar algunes proteïnes pròpies dels mitocondris o dels cloroplasts. A més, és un ADN que està sense empaquetar en un cromosoma, igual que passa amb els bacteris. També hi ha una altra particularitat. Tots dos tenen dues membranes en lloc d’una.

Aquestes característiques van fer que a la dècada dels 70 la Lynn Margulis proposés un curiós origen per les nostres cèl·lules. I és que al principi, el que hi devia haver pel món primitiu eren bacteris i poca cosa més. Però els bacteris son molt diferents de les cèl·lules dels animals i les plantes. Els bacteris no tenen nucli, no tenen orgànuls, no tenen cromosomes. Son molt simples, al menys estructuralment. Costava molt comprendre com és pot passar d’una cèl·lula bacteriana a una cèl·lula com les nostres.

Però segons la Lyin Margulis, el que som (de fet, el que son les nostres cèl·lules) és una barreja de diferents orígens. Una simbiosi entre diferents cèl·lules bacterianes. Algun bacteri relativament poc eficient va fusionar-se amb un altre que podia genera energia a partir de l’oxigen. La simbiosi va funcionar i encara avui es manté la col·laboració. Els mitocondris que tenim a les nostres cèl·lules son els descendents d’aquell bacteri primitiu que podia fer servir l’oxigen.

Una segona simbiosi va tenir lloc en algunes cèl·lules (però no en totes). A la colla s’hi va afegir un segon bacteri que podia fer fotosíntesi. I allò va donar lloc al naixement de les plantes superiors.

La teoria simbiòtica encara és discuteix, però sobretot en els detalls. Les línies generals estan força acceptades. I és que explica els detalls intrigants que comentava al principi. L’ADN mitocondrial i cloroplàstic son les restes de l’original ADN dels bacteris que van ser absorbits. I per això encara es mantenen dues membranes. L’externa és la de la cèl·lula, i la interna correspon al bacteri.

Incidentalment també és una curiositat a tenir en compte. Els mitocondris de les nostres cèl·lules els hem heretat exclusivament de la nostra mare. L’òvul conté els mitocondris que formaran part de nosaltres. Els espermatozoides tenen poc més que un nucli amb els cromosomes i una cua per bellugar-se.

En el fons, la teoria simbiòtica de l’origen de la cèl·lula té la seva gràcia, perquè és una bona demostració del poder de la cooperació enfront de la pura competència.

14 comentaris :

elquemaietvaigdir ha dit...

et llegi i el cap em volava a altres històries. I m'adono que les persones - al marge de saber com funciona el nostre cos- tendim a organitzar la nostra vida i la nostra societat seguint models similars al funcionament del nostre cos. I aleshores - una cosa em porta a l'altra- que el que no funciona s'elimina, com s'eliminen els intrusos...no sé, per un moment he tingut la sensació que el nostre cos és una mica nazi- per la seva supervivència, però nazi.

Dan ha dit...

Curios punt de vista. Es cert que el que no funciona s'elimina. Pero... Aixo es nazi? O simplement practic?

Dhamma ha dit...

I jo em pregunto... Hi ha un cert "raonament" en aquesta simbiosi? Perquè s'haurien de fusionar dos elements que en principi per separat funcionen? És una casualitat involuntària, és a dir, dos elements no intel.ligents que es troben i es fusionen perquè les sees característiques són compatibles o es tracta d'una simbiosi "volguda" per millorar com a ser?

Dan ha dit...

No es volguda en el sentit de pensada i dirigida a obtenir un millor resultat. Posiblement va ser mes sencill. Una va ser absorvida per l'altre, i les dues van trobar-se amb una ventatge sobre les celules que les envoltaven. Una estava protegida, i l'altre tenia de cop acces a molta mes energia.
L'atzar jugant amb la necessitat.

Dhamma ha dit...

L'atzar jugant amb la necessitat, interessant. La necessitat però no debía ser tal abans de "coneixer's". Si no hi ha intel.ligència, no poden "saber" què necessiten, no? Podriem parlar més aviat d'atzar jugant amb mancança? I que aleshores, una vegada fusionades, apareix una oportunitat?

Dan ha dit...

La necessitat certment hi era. La necessitat de ser mes eficient que les cel.lules veines. Hi era i avui en dia encara hi es. No cal que ho sapiguen en realitat. Es aquest el motor de l'evolucio.. I com dius, la fusio (per atzar) va fer neixer una oportunitat.

Dhamma ha dit...

No entenc el concepte "necessitat" (en el sentit de nescessitar alguna cosa diferent de les que ja tinc per viure, per funcionar) si no hi ha intel.ligència. M'estranya que un organisme pugui néixer, crear-se, amb una dependència més enllà de les dependències per funcionar normalment i complir el seu cicle de vida. Explicat en termes humans, diria: neixo i, per viure, necessito menjar, respirar i beure, si no ja no neixo. Però no necessito ni la llum artificial, ni la roba ni anar a la lluna. Aquestes "necessitats" me les he creades a partir de la meva intel.ligència, les he buscades, per ser més eficient. Una cèl.lula té "necessitat" de ser més eficient si no té intel.ligència? Quin "motiu" té per ser més eficient que les veïnes, perquiè la seva supervivència, el seu cicle de vida és el què és. Perdona, eh Dan, és que no ho entenc.

elquemaietvaigdir ha dit...

depén del que és sobrer. Si són deixalles potser és pràctic. si tu ets la deixalla, no sé...no m'agradaria haver de passar pel budell.

Dan ha dit...

La necessitat parteix de la competencia amb altres celules per uns recursos (nutrients, espai...) que sempre son limitats. Si ets un organisme ni que sigui unicelular, necessites com a mínim ser igual d'eficient que la rsta d'organismes que t'envoltin. El preu per no aconseguir-ho es que els recursos sels emporti un altre i tu moris de gana.
I sempre hi ha el risc que algun competidor millori la seva eficacia, de manera que també tens la ncecessitat de millorar tu sempre que puguis. Aqui es on hi juga l'atzar pels organismes no inteligents. Si per algun motiu (una mutacio, una simbiosi) un organisme resulta mes eficient, ell i els seus descendents s'emportaran la majoria de recursos. La resta, o milloren rapidament, o (mes probable) s'extingiran.

Dan ha dit...

elquemaietvaidir. Home! es que d'entrada ja no m'agradaria ser una deixalla!
;-)

Dhamma ha dit...

I és clar, no comptava amb la necessitat dels recursos i/o l'espai. No sé per què, m'imaginava un món buit ple de recursos i d'espai, no imaginava un espai reduit i milions d'éssers sense mobilitat o pràcticament sense mobilitatcompetint en aquest espai reduït. Gràcies.

Estirik ha dit...

Dan, segueixo el teu bloc de tant en tant, i crec que és molt positiu disposar de pàgines de divulgació científica. I això, divulgar, ho fas amb mestria. És per aquesta raó que no puc evitar fer petites incursions en els teus artícles quan hi veig alguns errors. Espero no fer-me pesat.

Deies en el teu post que els espermatozoides no són més que un nucli amb un flagell i per tant no contribueixen amb mitocondris en el nou zigot. Si bé això últim és cert, la raó és que només el "cap" de l'espermatozoide és capaç de penetrar l'òvul, mentre que la resta, "coll" i "cua" queden fora.

Ara bé, el "coll" és on se situen tots els mitocondris necessaris per a proveir d'energia l'espermatozoide, ja que la seva motitilitat constant requereix una gran quantitat d'ATP.

Dan ha dit...

Je je! Gracies Estirik. No et fas pesat en absolut.
Tens tota la raó. El moviment de la cua de l'espermatozoide requereix una font d'energia. De fet, comentar les mitocondries de l'espermatozoide ho vaig pensar, pero aleshores el post ja s'allargava massa i vaig decidir obviar-ho.
En tot cas, gracies per la correcció. Realment, aquests comentaris enriqueixen molt el blog.

Nica ha dit...

M' ha agradat moltissim aquest article, i nomes dire una petita cosa que m'ha agradat especialment a banda de l' explicacio de l'existencia dels mitocondris i cloroplasts: l' esquema en 3D de la cel.lula. Ja se que es evident, pero molts cops, sense voler, ens l' imaginem i dibuixem en 2D (a la meva facultat, la Merce Dufort, profe de Biologia Cel.lular, sempre fotia bronca a la gent que ho feia, jejejeje!!)