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Juan Carlos GilBorja TosarIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor Socasética del robo cloroplastos naturalezaeclipse total sol ensayo generalcompuestos orgánicos rocas marcianasvida en el marte primitivoMarte PrimitivoHéctor SocasJuan CarlosCoffee Break: Señal y Ruidoepisodio 552Juan Carlos GilElysia crispataElysia cloróticaCELCorey AllardAmi LeeNicolás BelonoUniversidad de HarvardEscuela de MedicinaATPISIABeethovenJuego de ConwayElysiaADN
Ética del robo de cloroplastos
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Héctor Socas anuncia que el podcast abordará temas como la ética del robo de cloroplastos, un eclipse total de sol y nuevos compuestos orgánicos encontrados en Marte.
…de huir de su propia historia. Nosotros hoy no esperamos hablar mucho de historia, ni de las historias de Donald Trump, pero sí nos preocuparemos por la salud del presidente y sobre todo por la cuestión de si es ético que esta forme parte del debate. Público. También discutiremos la ética de robar cloroplastos; que lo crean o no, es algo que pasa en la naturaleza, y algo que pasa en la naturaleza pero no muy a menudo es un eclipse total de sol. Bien, pues pónganse las gafas de eclipse porque hoy es el día perfecto para hacer el ensayo general, luego les contamos por qué. Y acabaremos en Marte; a ver qué es eso de que se han encontrado nuevos compuestos orgánicos en las rocas marcianas y qué nos puede sugerir este descubrimiento sobre la posibilidad de vida en el Marte Primitivo. Bienvenidas, bienvenidos, están ustedes escuchando Coffee Break, Señal y Ruido, la tertulia semanal sobre la actualidad de la ciencia. Ya saben que tenemos una página web que es señalirruido.com y que ahí pueden encontrar toda la información sobre este programa, todas las referencias, los temas que tratamos cada semana, los papers, los informes, también la información para contactar con…
Significado #1 · Palabras #1
Héctor Socas anuncia que el podcast abordará temas como la ética del robo de cloroplastos, un eclipse total de sol y nuevos compuestos orgánicos encontrados en Marte.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #1ética del robo cloroplastos naturalezaeclipse total sol ensayo generalcompuestos orgánicos rocas marcianasvida en el marte primitivo…de huir de su propia historia. Nosotros hoy no esperamos hablar mucho de historia, ni de las historias de Donald Trump, pero sí nos preocuparemos por la salud del presidente y sobre todo por la cuestión de si es ético que esta forme parte del debate. Público. También discutiremos la ética de robar cloroplastos; que lo crean o no, es algo que pasa en la naturaleza, y algo que pasa en la naturaleza pero no muy a menudo es un eclipse total de sol. Bien, pues pónganse las gafas de eclipse porque hoy es el día perfecto para hacer el ensayo general, luego les contamos por qué. Y acabaremos en Marte; a ver qué es eso de que se han encontrado nuevos compuestos orgánicos en las rocas marcianas y qué nos puede sugerir este descubrimiento sobre la posibilidad de vida en el Marte Primitivo. Bienvenidas, bienvenidos, están ustedes escuchando Coffee Break, Señal y Ruido, la tertulia semanal sobre la actualidad de la ciencia. Ya saben que tenemos una página web que es señalirruido.com y que ahí pueden encontrar toda la información sobre este programa, todas las referencias, los temas que tratamos cada semana, los papers, los informes, también la información para contactar con…
Juan Carlos Gil introduce el tema del robo de cloroplastos, mencionando un episodio anterior (el 552) donde habló sobre el surgimiento de la multicelularidad y los eventos de endosimbiosis que dieron lugar a las mitocondrias y los cloroplastos.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3 · Palabras #5endosimbiosis mitocondrias arqueacianobacteria fotosintética cloroplastosevento endosimbiosis eucariotamulticelularidad hace 1800 millones añosrobo de cloroplastos episodio 552robo cloroplastos acceso energíacélulas especializadas funciones juan carlos gilmulticelularidad gracias al robo de cloroplastos…que es de Cell, ¿no? Sí, es de Cell. Lo que pasa es que se partirá con el descanso, pero a mí yo no tengo problema. Bien, puede venir bien el descanso. Vale, o sea, ya tienes claro que te va a durar más de 20 minutos, ¿no? 20 minutillos así; yo creo que sí. Bueno, venga. Sí, pues robo de cloroplastos, ¿qué es esto? Pues lo comentaba hace poco en el episodio 552, que hablé del surgimiento de la multicelularidad, ¿no? Como hace unos 1800 millones de años ocurrió algo extraordinario: una célula ancestral, se cree que posiblemente era una arquea, engulló a una bacteria aeróbica y en lugar de digerirla, pues la convirtió en parte de sí misma, ¿no? Y así nacieron las mitocondrias. Y unos cientos de millones de años después... Realmente aquella frase de que de lo que se come se cría tiene algo de verdad, a pesar de lo estúpido que es. La endosimbiosis, pues primero fue la mitocondria y apenas es unos 300 millones de años después, una eucariota ya, que tenía sus mitocondrias, pues hizo algo semejante: incorporó una cianobacteria fotosintética que acabaría dando lugar a los cloroplastos. Son los dos eventos de endosimbiosis más claros que cambiaron el juego de la vida, el juego de La vida a la real, la de los bichitos, el juego de Conway. Porque esto permitió que las células tuviesen acceso a más energía, por tanto crecer de tamaño, permitió que se especializasen en funciones y bueno, como contaba en ese episodio, dio paso, abrió la puerta, si queréis, a la multicelularidad. Pero ¿cómo demonios ocurrió esto? ¿Cómo de lo que se come se cría en el caso de células y de orgánulos? ¿Cómo un organismo monocelular pagocita a otro y en vez de zampárselo lo integra en su ser? ¿Cómo demonios evitó que su sistema digestivo lo digiriese? ¿Cómo lo mantuvo vivo? ¿Cómo resolvió…
Juan Carlos Gil explica que las babosas marinas con cloroplastos robados no pueden producir proteínas de alga para reparar estos orgánulos y que la energía capturada por los cloroplastos sí se incorpora a la babosa.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #17 · Palabras #3fotosíntesis en ellysia crispatacleptoplastia en babosas marinasreutilización de cloroplastos robadosparapodios en babosas marinascloroplastos robados en babosasradiación dañina a cloroplastoscloroplastos robados en babosas marinasgenes de algas sin incorporarmanual de usuario genético algalbabosas barbosa y código genéticoproteínas de alga en babosas marinascloroplastos robados y energía en babosacarbono fijado por fotosíntesis en babosasbabosas fotosintéticas necesitan materia orgánicababosas fotosintéticas camuflaje verdeganadería microscópica de cloroplastosevolución alimentación babosas fotosintéticascloroplastos robados en animalesorgánulo del huésped fotosíntesisartículo cel septiembre pasadocorey allard universidad harvardcloroplastos robados en elysia crispatafotosíntesis en animales con cloroplastosbabosas fotosintéticas y mecanismos de secuestroelysia crispata y técnicas científicascloroplastos funcionando en elysia crispataanálisis proteómico de proteínas babosasendocitosis y fagocitosis en babosasfagosomas recluyendo cloroplastoscleptosoma nuevo organulo lysiafagosomas lisosomas enzimas digestivasbabosas marinas roban cloroplastoscloroplastos encapsulados en cleptosomas…queréis, de algas, sino que van un paso más allá. Estas babosas se alimentan de las algas pero perforan sus células y en lugar de digerir todo su contenido hacen algo muy, muy llamativo y es que se quedan con los cloroplastos, o sea no la alga entera como los corales sino solamente los paneles solares fotosintéticos de las algas y las incorporan a sus propios tejidos y las mantienen funcionando durante meses. Esto es lo que se conoce ya desde hace algunas décadas como cleptoplastia, robar cloroplastos y reutilizarlos; es decir, son animales que dentro de sí se está haciendo la fotosíntesis. Las babosas han desarrollado unas estructuras laterales que se llaman parapodios, que pueden desplegar como si fueran hojas de alguna forma, aumentando o disminuyendo la superficie expuesta a la luz que tienen estos cloroplastos dentro. Regulan entonces la exposición evitando el exceso de radiación que en algunos casos podría llegar a dañarlos. O sea, no solo se han hecho las tías con paneles solares robados, sino que los despliegan y los orientan para tener un aporte de luz óptimo. Durante años se pensó que estas babosas deberían de alguna forma haber incorporado genes de las algas para poder mantener a estos cloroplastos, pero se determinó posteriormente que esto no era así. O sea, las algas no tienen ni idea del manual de usuario genético; he dicho, las algas de las barbosas, no tienen ni idea del código genético de las algas. Así que no pueden hacer proteínas de alga para reparar los cloroplastos. Y hoy también sabemos que la energía capturada del sol e incorporada por estos cloroplastos robados efectivamente acaba en la babosa. Se ha determinado que hay carbono fijado por fotosíntesis que forma parte de los tejidos de las babosas, pero no está desde luego nada claro cómo ocurre este proceso. De cualquier forma, estas babosas, digamos entre comillas, pero bueno, fotosintéticas, siguen necesitando alimentarse de forma normal de materia orgánica, así que el aporte de los cloroplastos, aunque existente, bueno, pues no parece suficiente como para poder mantenerlas vivas, ¿no? Entonces no se entiende muy bien; no se explica este aporte, pues cómo es para que les merezca la pena, evolutivamente hablando, pues haberse tomado todas estas molestias. Entonces se especulaba con la posibilidad de que acaso los cloroplastos estén ayudando a las babosas de otras formas. Quizás sirviendo de camuflaje; si buscáis estas especies en internet, bueno, pues veréis que son verdecitas, súper majas o quizá incluso como una suerte de despensa viva, una especie de ganadería microscópica de cloroplastos dentro de las babosas y es en este contexto en el que aparece el artículo del que os quiero. Hablar, titulado Un orgánulo del huésped integra cloroplastos robados para la fotosíntesis en animales. Efectivamente publicado en CEL en septiembre del año pasado. Los autores de correspondencia son Corey Allard, Ami Lee y Nicolás Belono de la Universidad de Harvard, la Escuela de Medicina también de Harvard y el Instituto Oncológico Dana-Farber. La Pregunta a la que estos autores querían dar respuesta era: ¿cuáles son los mecanismos que permiten a estas babosas secuestrar, mantener y utilizar cloroplastos funcionales dentro de sus propias células y para qué les sirven exactamente? Y para dar respuesta a esta pregunta, pues estudian una de estas, lógicamente, especies de babosas fotosintéticas, en concreto, Elysia crispata, utilizando todo un arsenal de técnicas. Bueno, lo primero... Se le pidió Mozart una sonata, ¿no? Para Elysia, ¿no? La para Elysia de Beethoven. Es de Beethoven, correcto, perdón. Sí, muy popular. Vale, pues se ponen a analizarlas con un mogollón de técnicas distintas y lo primero que hacen es confirmar algo que ya sabíamos, efectivamente los cloroplastos están funcionando, los paneles solares de mi metáfora pues están zumbando y para analizar cómo esto es posible una de las primeras cosas que hacen es análisis proteómico para caracterizar las proteínas que se encuentran alrededor de los cloroplastos y encuentran que son fundamentalmente de la propia babosa, muchas proteínas relacionadas con los procesos de endocitosis y fagocitosis. Y luego con microscopía de varios tipos, fluorescente, microscópica y marcadores de membrana, confirman que los cloroplastos no están por ahí sueltos en el citoplasma de las células del sistema digestivo de la babosa, sino que están recluidos en vesículas con una membrana que caracterizan y es de origen animal, de la babosilla. Es una membrana tipo fagosoma. Son estos fagosomas los que fagocitan cosas en estos animales que normalmente se fusionan con lisosomas que son otras vesículas cargadas de enzimas digestivas que son estas enzimas las que se utilizan para degradar lo que se ha fagocido. Bueno, pues en el caso de Lysia, de alguna forma, este proceso se queda bloqueado a medio camino. Es como una especie de corte de digestión. No se acaba digiriendo a los cloroplastos. Este compartimento que encapsula los cloroplastos, pues tiene un comportamiento, ojo al chiste malo, de tal forma que es un nuevo organulo, que los autores han llamado cleptosoma. o sea que no es solo que la babosa se haya hecho con paneles solares, no los tiene ahí tirados por su garaje, conectados a su instalación eléctrica de cualquier forma con cinta aislante, no, no, no, es que se ha construido un verdadero módulo específico para alojar esos paneles que ha pillado por ahí La Siguiente pregunta, ¿cómo demonios funcionan entonces estos nuevos orgánulos, estos cleptosomas? Bueno, pues para indagar en ello lo que hacen es utilizar una técnica de fisiología llamada Patch Clamp, que permite medir corrientes eléctricas a través de los…
Juan Carlos Gil describe un experimento realizado con babosas marinas fotosintéticas donde se bloquearon canales iónicos sensibles al ATP y se observó una disminución en la producción de oxígeno.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #5 · Palabras #20canales iónicos sensibles al atpproducción de oxígeno fotosintéticocloroplasto robado produce energíacleptosoma regula función cloroplastoatp en el cleptosomaorgánulo ajusta entorno cloroplastocleptosomas no son bolsas pasivascleptosomas regulan función babosas marinasbabosas marinas sensores electrónica controlcloroplastos robados sistema de controlrendimiento optimizado paneles solares babosas…vez, lo hacen sobre la membrana de un orgánulo dentro de una célula. Bueno, lo que encuentran resumiendo es que estas membranas contienen canales iónicos sensibles al ATP, o sea que ya es bastante sugerente, ya nos da pistas de cosas ahí de energía, ¿vale? Bueno, además consiguen bloquear estos canales y observan que en este caso la producción de oxígeno fotosintético, lo han marcado, disminuye significativamente, ¿vale? Lo que demuestra que esta regulación, sea como sea, de estos canales sensibles al ATP, pues no es accesoria, claramente está asociado de alguna forma a la función fotosintética. ¿Qué imagen nos da esto que os he contado hasta ahora? Pues el cloroplasto ahí robado sigue produciendo energía, esa energía. En forma de ATP se detecta dentro del cleptosoma; dentro de este nuevo orgánulo, este de alguna forma, desconocida aún, ajusta su entorno para que el cloroplasto funcione mejor. O sea, los cleptosomas no son bolsas pasivas de almacenes de cloroplastos, sino que regulan su función. Si volvemos a la metáfora de los panales solares, no Solo es que estén bien guardados, bien instalados y conectados al sistema de nuestras amigas las babosas; sino que van acompañadas de una suerte de sensores, como de electrónica de control o de regulación de potencia, podríamos decir. En fin, para optimizar su rendimiento. Es, si me permitís, que estoy a lo mejor estirando mucho el chicle, pues una especie de sistema de control integrado de paneles solares robados. Pero todo sistema razonablemente complejo como este que os estoy Describiendo tiene que tener un modo de contingencia. ¿Qué pasa si de verdad la comida escasea muchísimo? Bueno, pues para ver esta circunstancia lo que hacen es comparar a nuestras amiguitas verdes con otras semejantes, pero de otra especie que no retienen…
Juan Carlos Gil explica cómo los cloroplastos en las babosas marinas fotosintéticas comienzan a deteriorarse y dejar de funcionar cuando la especie agota sus reservas alimenticias.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #16cloroplastos en babosas marinasgenes fotosintéticos disminuyendeterioro estructural de cloroplastosadn circular de los cloroplastos…a un colorcillo naranja pardo. De verde a naranja pardo, ¿vale? Si os eso recuerda al marchitarse de las hojas de los árboles en otoño, pues no vais nada desencaminados porque efectivamente ocurre que la clorofila se está degradando, los cloroplastos pues están empezando a dejar de funcionar. En esta circunstancia, los autores comprueban que efectivamente disminuye la fotosíntesis, disminuye la expresión de genes fotosintéticos. Los cloroplastos tienen parte de ADN; es complicado, son como las mitocondrias, tienen ADN circular porque antes eran sus propias bacterias o arqueas. Y en resumen, los cloroplastos se deterioran; se les ve por microscopía que muestran signos estructurales de deterioro. Los paneles solares se están apagando, si el sistema para mantenerlos no funciona, ¿qué ocurre? Que durante periodos prolongados de inanición estas babosas cambian de estrategia. Los cleptosomas, que antes eran buenos caseros y mantenían a los cloroplastos vivitos y coleando, comienzan a degradarlos activamente. No es que se olviden de ellos, es que…
Juan Carlos Gil compara el sistema de almacenamiento de cloroplastos robados en ISIA con el de los corales constructores de arrecifes, destacando similitudes observadas mediante microscopía y marcadores moleculares.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #11 · Palabras #9cloroplastos robados en isiasimilitudes microscopía corales constructoresfagosomas evitan digestión cloroplastos isiaestrés dispara cambio modo corales…una despensa viva. El sistema este que sostenía, mantenía, controlaba los paneles solares, pues cuando no hay más de medio, los desmonta y los recicla para reparar otras cosas. Mencionaba aquellos corales y anémonas; ¿hay alguna relación con ellos? Cierto es que el ISIA tiene el cloroplastos robados, mientras que los corales constructores de arrecifes tienen dentro, como os decía, las algas completas en simbiosis. Pero cuando los autores, mediante microscopía y marcadores moleculares, observan en detalle ambos mecanismos, ven semejanzas. Ambos efectivamente almacenan elementos fotosintéticos en compartimentos derivados de fagosomas que evitan su digestión completa, aunque ese bloqueo es reversible, como os he contado, lo mismo hacen los corales y también que bajo condiciones de estrés hay un disparador que hace que cambien de modo. y en el caso de los corales, esto ocurre cuando aumenta la temperatura del agua o sonará y entonces pueden llegar a degradar o expulsar a sus alguitas y es lo que conocemos como blanqueamiento del coraje. O sea que hay muchas pistas que apuntan a que ambos…
Héctor Socas da inicio a la continuación de una exposición que Juan Carlos estaba realizando sobre los cleptoplastos, un proceso donde un organismo incorpora a otro, específicamente el robo de cloroplastos.
Habla: Héctor SocasSignificado #2 · Palabras #2cleptoplastos según juan carlosrobo de cloroplastos por digestiónasimilación de cleptoplastosbabosas marinas roban cloroplastoscloroplastos en el género elisiascompartimentos ad hoc para cloroplastoscloroplastos como ganadería…les conviene. Pues por favor búsquenos en el podcast porque vamos a seguir hablando de cosas muy interesantes. Y ya ha desaparecido el mensaje de error, así que está todo perfecto. Nos vemos en la cara B. Venga, hasta ahora. Nos vemos en la cara de ahí Vale, Bienvenidos, bienvenidas, comenzamos aquí la cara B y más que comenzar continuamos la exposición que nos estaba haciendo Juan Carlos sobre los cleptoplastos: el proceso por el cual un organismo puede incorporar a otro y en este caso la aplicación a este robo de cloroplastos. Bueno, ¿robo por digestión básicamente y asimilación luego? No, no digestión, ingestión y asimilación. O digestión cuando tocas, sí, sí, es todo. Sí, estamos hablando... In caso de escasez, efectivamente. Como unas pocas especies del género elisias, unas babosas marinas, pues son capaces de robar los cloroplastos a las algas de las que se alimentan, pero en vez de digerirlos directamente pues los guardan en unos compartimentos ad hoc que son capaces no solo de concentrarlos sino de modificar sus condiciones para que los cloroplastos actúen de forma óptima y cuando hay escasez de comida se los tampan, o sea los tienen ahí trabajando pero como una ganadería, ¿no? Que te puedas comer los paneles solares, o sea, que tengo aquí unos paneles que puedes decir: uy, no tengo. Nada en la nevera, voy a comerme el panel solar. Lo último que os contaba es que corales y algunas anémonas, bueno pues, hacen simbiosis; es otro nivel de cooperación con algas fotosintéticas. Pero estos autores han determinado que las condiciones son…
Juan Carlos Gil continúa explicando el proceso de cleptoplastos, comparándolo con la instalación de paneles solares robados en el tejado de una casa para obtener energía.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #6 · Palabras #19cleptoplastos como paneles solares robadosendosimbiosis origen de mitocondriasmetabolismo acelerado en cleptoplastosbabosas marinas roban cloroplastoscloroplastos como fuente de energíasistemas para explotar cloroplastos babosas…que las condiciones son semejantes en cuanto a que están estos fagosomas que se quedan en un estadio de interrupción de la digestión y por tanto especulan o aventuran la hipótesis de que posiblemente estamos siendo testigos de una evolución convergente. Con lo cual, tirando de nuestra metáfora de los paneles solares, pues es eso, no solo que la naturaleza ha inventado cómo robar paneles al vecino y ponerlos en tu tejado, sino que lo ha conseguido hacer de distintas formas, de formas variadas y con esto, como lo ven en varios sitios distintos, están todavía un poquito más allá y entonces lanzan la hipótesis fundamental de este artículo hacia el futuro y es que este tipo de mecanismos podría representar un paso intermedio para la verdadera evolución de la endosimbiosis que, como decía al principio, dio lugar a mitocondrias y cloroplastos y por eso estamos aquí con este metabolismo acelerado, unos más que otros. Bueno, pues concluyendo, ¿por qué es importante lo que cuenta este artículo? pues eso, porque nos está mostrando en tiempo real cómo un organismo puede hacer algo que en la historia de la vida fue determinante, fue transformador, integrar en sí algo que se ha comido y esto no es trivial, convertirlo en parte de sí mismo. Este estudio nos enseña de alguna forma que estas babosas no se limitan a robar los paneles solares y a conectarlos, sino que han desarrollado una suerte de sistemas a su alrededor para explotarlos, mecanismos de interacción, de regulación e incluso de degradación controlada. El artículo luego discute que no todo es montes orégano, claro, y esta investigación es solo el principio; en particular porque estos bichines no son organismos modelo habituales: no son peces cebra, no son moscas de la fruta, son animales salvajes, difíciles…
Juan Carlos Gil reflexiona sobre los mecanismos aún desconocidos detrás del proceso de cleptoplastos en babosas marinas, planteando preguntas sobre la longevidad de los cloroplastos robados y su regulación.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #8 · Palabras #15cleptoplastos en babosas marinaslongevidad de cloroplastos robadosregulación del mecanismo cleptosomacanales sensibles al atp fotosíntesis…lo cual no tienen forma de apagar selectivamente determinados genes ni de introducir sensores con precisión que necesitan proteínas específicas, con lo cual ellos mismos se autocritican diciendo que algunas de las conclusiones son necesariamente indirectas. En cualquier caso sabemos que el sistema de estos bichitos funciona, pero nos queda mucho por conocer qué mecanismos concretos. ¿Cómo se mantienen los cloroplastos tanto tiempo, os decía al principio, sin el núcleo del alga, que en condiciones normales fabricaría las proteínas que necesita para que no se deterioren los cimientos de las maquinarias? ¿Cómo se regula exactamente este mecanismo que os he contado simplemente de forma descriptiva? ¿Cómo el cleptosoma pasa de conservar cloroplastos a zampárselos? ¿O qué papel real tienen esos canales sensibles al ATP que os comentaba y que han determinado que influyen en la fotosíntesis? Pero, ¿cómo? Bueno, pues eso apuntan a futuros trabajos de este equipo o de otros. De momento, este trabajo, en mi opinión, ha Pasado de tener una curiosidad biológica, digamos, estos bichitos verdes que hacen fotosíntesis, a un posible camino a la endosimbiosis. Y este salto me ha resultado fascinante. Yo creo que Lynn Margulis estaría orgullosa. Y hasta aquí lo que os quería…