Biolonita: Lynn Margulis y la teoría endosimbiótica

Día de la mujer y la niña en la ciencia 2019

En 2015 la Asamblea General de las Naciones Unidas estableció la celebración del Día de la mujer y la niña en la ciencia el 11 de febrero. La de este año es solo la tercera edición de esta iniciativa, pero su éxito es indiscutible. En los últimos tiempos hemos asistido a un resurgimiento del movimiento feminista que, entre otras cosas, reivindica el acceso de la mujer a puestos laborales de responsabilidad. Esto es especialmente importante en ciencia, ya que, relegada durante siglos a las tareas del hogar y la crianza, la mujer ha sido frecuentemente considerada inferior al hombre física y también intelectualmente. No es de extrañar por tanto que las profesiones asociadas a un nivel alto de inteligencia, como la ciencia, sean tradicionalmente un ámbito masculino.

Por suerte, iniciativas como el día de la mujer y la niña en la ciencia contribuyen enormemente a visibilizar la labor de las mujeres científicas y a despertar vocaciones en las más pequeñas. A raíz de esto, se están poniendo en valor la vida y obra de numerosas científicas de todas las épocas históricas. Por eso, quiero aportar mi granito de arena a la celebración hablándoos de una de mis biólogas favoritas: Lynn Margulis.

Nota: algunas explicaciones de esta entrada implican biología celular a un nivel bastante teórico. Como personalmente estoy especializada en Ecología y no quiero utilizar tecnicismos, voy a mantener el lenguaje tan simple como sea posible, utilizando símiles y sin entrar en muchos detalles.

¿Qué hizo Lynn Margulis?

Por qué debería interesarte esta científica

Lynn Margulis fue una bióloga estadounidense del siglo XX especializada en genética. Su visión de la naturaleza y los sistemas biológicos tenía un carácter holístico, es decir, de conjunto, y defendió la idea de la cooperación como un importante motor en la evolución de la vida. Fue una trabajadora incansable y dedicó sus estudios principalmente al mundo de los microorganismos. Su principal aportación a la ciencia fue la teoría endosimbiótica o teoría de la endosimbiosis seriada (SET).

Seguramente sepas que tradicionalmente se distinguen dos tipos de células: las procariotas (de pro, “antes” y karion, “nuez” y, por extensión, “núcleo”) y las eucariotas (de eu, “verdadero”). Las células son básicamente un “saquito” (membrana) lleno de líquido (citoplasma) y diversos elementos necesarios para sobrevivir. Entre ellos el más importante es el ADN, que contiene las “instrucciones” para “gobernar” el funcionamiento de la célula. El ADN de las células procariotas se encuentra disperso por su interior, mientras que en las eucariotas está “guardado” en un segundo “saquito” interno, el núcleo. El típico ejemplo de célula procariota es la bacteria, un grupo de seres vivos en el que encontramos organismos con todo tipo de formas y características. Las células eucariotas son las que conocemos como células animales y vegetales, y sus estructuras son por lo general mucho más grandes y complejas que las de las bacterias.

El origen de la vida y, en concreto, el de las células eucariotas, siempre ha sido una de las grandes preguntas de la Biología. Con su teoría endosimbiótica, Lynn Margulis propuso un proceso mediante el que, en un mundo remoto dominado por bacterias, estas fueron uniéndose unas con otras para formar las células eucariontes.

Estas uniones serían el resultado de una célula que intenta comerse a otra pero, en vez de digerirla, la conserva en su interior y forma así un nuevo organismo. La teoría distingue tres pasos:

1. Una célula se une con otra y forman un “saquito” móvil con una segunda membrana interna que contiene el ADN, es decir, el núcleo. Tenemos la primera célula con núcleo separado y, por tanto, eucariota.

2. La célula se asocia con una bacteria que es capaz de respirar oxígeno. Se trataría de la mitocondria.

3. La célula incorpora una bacteria capaz de realizar la fotosíntesis, que sería lo que conocemos como cloroplasto. Es el origen de las células animales.

Esta teoría, aceptada hoy en día por la comunidad científica, consigue explicar de manera ingeniosa y congruente por qué las mitocondrias y los cloroplastos son tan “raros”. En la célula existen diversos orgánulos (un equivalente a lo que llamamos órganos en nuestro cuerpo) con diferentes funciones. La mayoría no son más que repliegues de la membrana, que contienen o producen ciertos elementos químicos, pero las mitocondrias y los cloroplastos resultan más sofisticados. A semejanza de muchas bacterias, tienen forma alargada, una membrana doble y, lo que es más sorprendente ¡su propio material genético! La teoría endosimbiótica utiliza estas evidencias para justificar que las mitocondrias tuvieran un pasado como bacterias de vida independiente.

Dibujo conceptual y fotografía de una bacteria.

Dibujo conceptual y fotografía de un cloroplasto.

La mitocondria (digo “la”, pero cada célula eucariota puede contener cientos de ellas) es la única parte de la célula capaz de convertir el oxígeno en energía, es decir, de respirar. En las células vegetales, además de mitocondrias hay cloroplastos, que presentan estas mismas peculiaridades “bacterianas” y además son capaces de hacer la fotosíntesis. En resumen, estos orgánulos funcionan como una especie de “fábrica de energía” celular. De aquí viene el concepto de “endosimbiosis” (endo, “interior de”) de la teoría de Lynn, haciendo referencia a que la unión de varios organismos pudo ser altamente beneficiosa para ambos.

Las asociaciones simbiónticas pueden observarse también en nuestro estómago, en el que tenemos numerosos microorganismos que nos ayudan a digerir algunos compuestos.

También cabe destacar que Lynn contribuyó posteriormente a la Hipótesis de Gaia, formulada por su colega James Lovelock, que concibe la Tierra como un “superorganismo” caracterizado por las interacciones de todos los seres vivos y sus ambientes.

¿Por qué fue importante su trabajo?

Cómo entender la revolución que supuso

Yo estudié la teoría endosimbiótica en mis libros de texto del instituto, por lo que me parece totalmente lógica. Sin embargo, las ideas de Lynn Margulis fueron en su momento muy controvertidas. A mediados del siglo XX, la evolución, basada en la teoría darwinista, había recibido gran atención científica, pero se había centrado en animales y plantas. Los microorganismos, y en concreto las bacterias, eran estudiadas mayoritariamente en el campo de la medicina. Además, estas investigaciones se centraban en su forma y función (su fisiología), pero no se concedía apenas interés a su Evolución ni su Ecología. Por otra parte, se creía que la competencia entre seres vivos era el motor principal de la evolución.

En este contexto, podéis imaginar el revuelo que provocó Lynn al defender que las bacterias tenían un papel fundamental en la evolución de la vida y que se trataba de una relación definida por la cooperación entre individuos. Lynn necesitó hasta quince intentos para publicar sus primeros trabajos y fue criticada por muchos defensores de la teoría darwinista que se aferraban a sus ideas de una forma rígida y no admitían modificaciones. A pesar de ello, Lynn se mantuvo firme en su teoría y reunió un gran número de estudios y evidencias que apoyaban su trabajo.

¿Cómo era ella?

Seguro que ahora te interesa su vida

Lynn Petra Alexander nació en 1938 en Chicago. Allí pasó su infancia y desarrolló las primeras etapas de sus estudios, enfocada al campo de la biología y, concretamente a la zoología y la genética. Fue en la Universidad de Chicago donde conoció a su primer marido, el televisivo físico teórico Carl Sagan. Antes de los 25 años Lynn había tenido dos hijos y terminado su máster en genética y zoología.

Después de eso estudió Biología en la Universidad de Wisconsin y fue encadenando trabajos en diversas universidades de todo el país. En 1964, poco antes de presentar su tesis, se divorció de Carl Sagan. Se casó de nuevo en 1967 con un cristalógrafo llamado Thomas Margulis, al que debe el apellido con el que se hizo mundialmente famosa. Lynn tuvo otros dos hijos con su segundo marido pero finalmente volvió a divorciarse en 1980, época en la que ella era una profesora consagrada en la Universidad de Boston. Ya en la década de los 2000, Lynn tuvo otra relación con el biólogo Ricardo Guerrero, pero no llegaron a casarse. La científica falleció en 2011.

Mapa de Estados Unidos que refleja la trayectoria profesional de Lynn Margulis a lo largo de su vida.

Quiero destacar que el cambio de apellidos, asociado a las tradiciones matrimoniales anglosajonas, hicieron que la científica firmase sus primeros artículos como Lynn Sagan, lo que a veces puede llevar a confusión. Aunque esta científica decidió conservar el apellido de su segundo marido de por vida, y sé que lo habitual cuando se habla de una personalidad en un texto es llamarla por su apellido, te habrás fijado que a lo largo de la entrada yo he preferido referirme a ella por su nombre de pila. No pretendo ser descortés con ello ni tratarla de manera informal, pero veo más justo referirme a ella por el nombre que llevó durante toda la vida y que era únicamente suyo.

Lynn y Carl Sagan en su boda.

¿Por qué la admiro?

Gran científica, mejor persona

Las ideas de Lynn Margulis fueron originales y revolucionarias, resultado de una mente creativa y una tremenda dedicación al trabajo. La semilla de la endosimbiosis ya estaba presente en los trabajos de algunos científicos anteriores a Lynn, que habían sido desestimados e incluso ridiculizados, pero ella fue quien desarrolló esta teoría con datos y evidencias firmes. Aparte de su genialidad, Lynn tuvo la fuerza necesaria para defender sus ideas con argumentos sólidos e ingenio y no dejarse desanimar por sus detractores.

Por lo que cuentan de ella sus conocidos en los numerosos reportajes que se le han dedicado, y por lo que trasluce en sus entrevistas, Lynn fue una mujer alegre y vivaracha, que se interesó por divulgar la ciencia y contrastar sus ideas con científicos de diferentes ámbitos. Con su teoría de la endosimbiosis, la científica defendió la idea de considerar los sistemas biológicos y su evolución como un conjunto que engloba muchos niveles distintos, incluido el microbiológico, al que hasta entonces, como hemos mencionado, no se prestaba mucha atención.

En algunas entrevistas, Lynn afirmó que ella no tuvo ninguna desventaja por ser mujer en el ámbito científico, pero sin embargo esto contrasta con sus declaraciones acerca de su vida personal. “No es humanamente posible ser buena esposa, buena madre y una científica de primera clase. Nadie puede hacerlo… hay que renunciar a algo”, comentó en una ocasión. Personalmente, y aunque la conciliación familiar afecta a científicos y científicas por igual, intuyo que ser una mujer de éxito en los años 60, durante la segunda ola de feminismo, debió influir hasta cierto punto en el fracaso de sus matrimonios.

Lynn y su hijo Dorion Sagan, autor de exitosos libros de ensayo y divulgación científica.

En cualquier caso, hay que reconocer la valentía de Lynn al priorizar su carrera como “científica de primera clase”. Su amor por la ciencia la llevó a recorrer gran parte de su país y del mundo, incluyendo viajes a países hispanoparlantes como México y España, y a dedicarse a sus investigaciones con gran entusiasmo, dejando un legado valiosísimo para los estudios en materia de evolución.