La multicelularidad fue una de las innovaciones más significativas en la historia de la vida, pero su evolución inicial es poco comprendida. Investigadores demostraron que los pasos clave para la transición pudieron haber ocurrido rápidamente. En tan solo 60 días, investigadores observaron como un organismo unicelular se agrupó, y algunas de sus partes comenzaron a alterarse genéticamente para mejorar la capacidad reproductiva del grupo.
El experimento, conducido por el Departamento de Ecología, Evolución y Comportamiento y el Instituto de Biotecnología de la Universidad de Minnesota, y liderado por William C. Ratcliff, se llevó a cabo utilizando la levadura Saccharomyces cerevisiae, esta levadura es la que produce la fermentación que permite la creación de la cerveza. Esta levadura se expuso a un entorno en el que se esperaba que las células se agruparan y que esta multicelularidad se diera por adaptación, los investigadores seleccionaban los grandes grupos de células y los transferían a un nuevo medio con comida fresca, y se dejaban crecer por 24 horas. Esto fue repetido por 60 días.
Los investigadores observaron la rápida evolución de genotipos para mostrar un comportamiento multicelular nuevo caracterizado por la reproducción vía propágulos. Los propágulos son un conjunto de células que se separan del grupo principal para formar un grupo nuevo distinto, son estructuras que actúan como agentes de reproducción multicelulares. Las nuevas colonias pasaban por una fase juvenil, y finalmente crecían hasta determinado tamaño. Los grupos multicelulares eran uniclonales (todas las células que lo forman partieron de una célula ancestral, la cual se replicó por división celular), minimizando los conflictos de interés genético entre grupos.
Mientras que cepas tempranas estaban compuestas de células fisiológicamente similares, las cepas comenzaron a evolucionar tasas más altas de muerte celular programada (apoptosis). En un organismo unicelular acelerar el proceso de apoptosis no tiene ningún sentido, pero en un grupo multicelular, esta adaptación incrementa la producción de propágulos, los cuales como ya se mencionó crean nuevas colonias a su vez. Estos resultados muestran que los aspectos claves de la complejidad multicelular, un tema de importancia central en la biología, puede evolucionar rápidamente a partir de eukaryotas (estructuras celulares complejas envueltas por una membrana) unicelulares.
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Resultados del experimento (en inglés)
Abstracto del estudio (en inglés)