El primer vertebrado que hace uso de la fotosíntesis

Salamandra Ambystoma maculatum

Esta especie de salamandra, Ambystoma maculatum o salamandra moteada, es el primer ejemplo conocido de un vertebrado que recibe carbono fotosintético por translocación directa de un simbionte. El proceso es parte de la relación simbiótica que ya se conocía décadas atrás, entre la salamandra y un alga unicelular verde, Oophila amblystomatis, cuyo nombre significa "ama los huevos de salamandra".

Pocos minutos después de que una salamandra deposita sus huevos, éstos son colonizados por algas que les dan un vívido tono verdoso. Las algas proliferan a la luz del sol y proveen de oxígeno a los embriones. Cuando la salamandra abandona la etapa embrionaria, las algas comienzan su ciclo de dormancia, en forma de quistes que permanecen en animación suspendida el resto del año. Es una clásica relación de ectosimbiosis mutualista (el simbionte vive en la superficie del huésped y ambos se benefician) que, gracias a un estudio reciente, se ha redefinido como endosimbiosis mutualista (el simbionte vive en el interior del huésped y ambos se benefician).

Ambystoma maculatum

El año pasado, un equipo de investigadores de la Universidad de Temple, en Filadelfia, realizó un estudio que reveló qué tan profunda es la relación entre ambos organismos. Por un lado, examinaron los efectos de la densidad de población intracapsular de las algas en los embriones de salamandra: aunque la presencia de altas concentraciones de algas no es necesaria para su subsistencia, entre mayor sea la población de algas es más rápido el desarrollo y crecimiento del embrión. Si el huevo es depositado en un área sin luz solar, el embrión no se desarrolla. Por otro, incubaron huevos de salamandra moteada en agua con isótopos radioactivos de carbono-14: Las algas absorbieron el carbono-14 en la forma de dióxido de carbono y produjeron glucosa; los embriones se volvieron ligeramente radioactivos, pero si se les dejaba en la oscuridad no sufrían este cambio, lo que demostró que sólo tomaron el carbono-14 de moléculas fotosintéticas producidas por las algas.

Ambystoma maculatum huevos

Un estudio paralelo de la Universidad de California en Berkeley, en el 2010, definió que la simbiosis es todavía más compleja, pues encontró que las algas también invaden y prosperan en el interior de células de la salamandra en una asociación única que resuena con ecos de la teoría endosimbiótica de Lynn Margulis (la unión simbiogenética de bacterias que originó las células eucariotas)*. Aunque se trata del primer animal vertebrado estudiado que hace uso de la fotosíntesis, se cree que la salamandra moteada no está sola. Diferentes especies de anfibios y peces pueden ya tener procesos idénticos y en la actualidad se estudian varias de ellas. Muchos animales invertebrados ya echan mano de mecanismos similares para aprovechar el proceso de conversión de materia tan eficiente que es la fotosíntesis: los corales y ciertos caracoles marinos en simbiosis con algas, y se ha sugerido que los áfidos y otros insectos tienen procesos fotosintéticos rudimentarios.

*De hecho, se piensa que el origen evolutivo de los cloroplastos, orgánulos que llevan a cabo la fotosíntesis, fue a través de la endosimbiosis de cianobacterias.

 

Autor: IIEH

Fuentes:

Algas intracapsulares proveen carbono fijado a los embriones en desarrollo de la salamandra Ambystoma maculatum

El primer vertebrado que usa energía solar

Observaciones de los huevos de la Ambystoma maculatum

Invasión intracelular de algas verdes en un huésped salamandra