Aproximadamente un poco antes de adquirir la capacidad de utilizar la luz y el oxígeno, hace unos 2000 millones de años, tuvo lugar otro proceso que proporcionó a la célula motilidad. Esto fue un acontecimiento muy importante porque les dio muchas ventajas como las de eludir el peligro y poder buscar alimento y cobijo.
Lynn Margulis cree que la capacidad de movimiento exterior e interior que tienen las células nucleadas es la contribución de otra unión simbiótica con bacterias; en este caso con bacterias muy parecidas a las veloces espiroquetas (Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999 September 28; 96 (20): 11584–11588), que presentan un movimiento de tipo flagelar. A diferencia de las teorías semejantes para explicar el origen de las mitocondrias y los cloroplastos, esta hipótesis no goza de popularidad entre los biólogos. Esto se debe a que en este aparato de motilidad no se ha encontrado DNA que encierre la clave del funcionamiento de la que debió de ser en un tiempo pasado una célula independiente. Esto hace que muchos científicos se muestren aún reacios a considerar el origen bacteriano de las proyecciones celulares constituidas por microtúbulos. Pero el RNA que ha sido encontrado en algunas partes puede que sea directamente responsable, sin la ayuda directa del DNA, de la construcción y replicación de las estructuras causantes del movimiento.
Si se llega a comprobar que el DNA de las espiroquetas y sus proteínas se parece más al RNA y a las proteínas se las estructuras causantes del movimiento celular que a otros RNA y proteínas cogidos al azar, será difícil oponerse a la hipótesis simbiótica.
El huésped original debió de ser una bacteria de gran tamaño parecidas a las actuales Thermoplasma o Sulfolobus (ambas Arqueobacterias), que aunque tolera el oxígeno, sólo puede hacerlo en pequeñas cantidades. Varias características apoyan esta idea:
La primera es que sólo un tipo de bacteria como ésta pudo sobrevivir en aguas muy calientes y ácidas como las de aquella época (J Theor Biol 2003 Apr 7;221(3):425-36).
Su DNA, a diferencia de otras bacterias, se encuentra envuelto por determinadas proteínas parecidas a las histonas de casi todos los eucariotas, éstas tendrían la función de protegerlo del calor y la radiación.
Tiene una proteína similar a la actina, generalmente ausente en bacterias.
La idea es que estas espiroquetas, en su búsqueda de alimento, no lograran devorar a sus víctimas y acabaran estableciendo una relación de cooperación mutua con el Thermoplasma. Al introducirse en el huésped, llevaron con ellas sus proteínas de movilidad constitutivas, incluyendo a las tubulinas y a microtúbulos (MAPs). Muchas acabaron desempeñando las funciones de undulipodios y otras fueron asimiladas por la estructura del huésped para muchos otros propósitos. Las membranas se fusionaron y algunas se perdieron. Las proteínas de movilidad se dirigieron hacia distintas partes de la célula huésped. En algún momento, los microtúbulos, que habían entrado originalmente como parte del aparato de movilidad, pasaron a actuar en el proceso de la mitosis como microtúbulos mitóticos.
El estudio detallado de los undulipodios revela una asombrosa uniformidad de estructura a lo largo de una gran variedad de organismos, desde la célula reproductora masculina del toro y de la ballena hasta la del árbol ginkgo. Tienen siempre un diámetro aproximado de un cuarto de micrómetro y, en sección transversal, muestran una disposición de microtúbulos en 9+2. Además un undulipodio surge invariablemente de una estructura llamada cinetosoma, que se compone de nueve tripletes de microtúbulos dispuestos en círculo.
Los biólogos en general están de acuerdo en que la estructura de los cinetosomas y centriolos son idénticas. La única diferencia es que el cinetosoma está situado en la base del undulipodio y lleva presente un axonema, y el centriolo no. Además estas dos estructuras miden lo mismo en casi todas las especies estudiadas. Por estos motivos se postula que estas dos estructuras se originaron a partir de los sitios de unión de las espiroquetas.
Los datos a favor del origen procariótico de los undulipodios son:
Algunos también contienen microtúbulos aunque aún no se ha encontrado ninguna con la disposición típica de 9+2.
Las paredes de los undulipodios están formadas por tubulina alfa y beta. Estas tubulinas son extremadamente semejantes en su composición de aminoácidos a las que se encuentran en los undulipodios y huso mitótico de plantas, animales y hongos. Esto podría ser debido a un origen común. Hay que decir que, por el contrario, no hay evidencia de ningún tipo de la presencia de flagelos o proteínas de flagelina en ningún undulipodio. Según la hipótesis endosimbiótica, estos flagelos debieron perderse en la transformación de la espiroqueta.
Aunque actualmente abundan mucho las especies de espiroquetas de vida libre que se alimentan de desechos, existen también muchas variedades que presentan un tipo de vida en simbiosis o parasitismo con otros organismos, como insectos, moluscos y mamíferos, incluido el ser humano como en el caso de Treponema pallidum.
El diseño y disposición que forman los cilios en la superficie de algunos microorganismos puede heredarse independientemente de los genes del núcleo de las células. Esto también implicaría un origen independiente para los undulipodios.
Por otro lado, también parece haber indicios a favor de la contribución de las espiroquetas al origen de la mitosis y posterior meiosis (J NIH Res 1993 Mar;5(3):65-72). Estos son:
El huso está hecho de microtúbulos, los mismos que se encuentran en los cilios o en las colas de los espermatozoides.
Los centriolos de los polos celulares están compuestos de la misma estructura de nueve tripletes de microtúbulos dispuestos en círculo.
En vegetales y animales, undulipodios y mitosis son mutuamente excluyentes, nunca coinciden simultáneamente en una misma célula. Parece como si la célula tuviese que usar sus antiguas espiroquetas simbióticas para una cosa o para la otra, pero no para ambas al mismo tiempo.
A pesar de ello no aún no se ha podido probar que el huso mitótico y los undulipodios sean procedan del mismo origen común, de las espiroquetas.
Aún quedan por resolver varias cuestiones como, por ejemplo, cómo se originó la membrana nuclear de la célula eucariótica. La teoría de Lynn Margulis propone que su formación estuvo asociada a la entrada de las espiroquetas en la célula huésped. La resistencia de la membrana a la entrada del microorganismo extraño, llevó a la proliferación de las membranas, incluyendo el retículo endoplasmático, lo que acabó desarrollando una membrana alrededor del material genético (Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000 June 20; 97 (13): 6954–6959).
De ser cierta la teoría de las espiroquetas simbióticas, todas las estructuras 9+2 serían reliquias evolutivas, y los centriolos serían los verdaderos vestigios de las poblaciones de espiroquetas.
