Resuelto el misterio de cómo las algas fotosintéticas llegaron a convertir luz en energía

Sidney 6/04/2021 – Hace más de mil millones de años apareció la primera alga fotosintética llamada criptofita, que adquirió su capacidad por endosimbiosis de un alga roja, y estas de cianobacterias, la forma de vida más antigua de la tierra y que son responsables de los estromatolitos.

Los biólogos moleculares llevan años intentando seguir el camino llevado por la evolución hasta dar con el mecanismo que posibilita convertir la luz solar en energía y que ha dado lugar a una gran diversidad de formas de vida en la tierra.

Han sido investigadores de la Universidad de Sidney, en Australia, los primeros en proponer la respuesta al enigma cuyos resultados han sido publicados en Nature Communications bajo el título “Scaffolding proteins guide the evolution of algal light harvesting antennas”.

Hoy en día existen más de 200 especies de criptofitas marinas y continentales y, generalmente son mixótrofas, es decir, tienen capacidad de usar la fotosíntesis como la fagotrofia para obtener energía.

Los investigadores ya sabían que las proteínas cromoforiladas eran parte de una especie de estas antenas que el organismo usa para convertir la luz solar en energía. También sabían que las proteínas habían heredado algunos componentes de la antena de sus antepasados de las algas rojas.

Pero saber qué pasó para incorporar algunas partes útiles de esta endosimbiosis es el gran misterio. Para ello hay que tener en cuenta que la evolución de los organismos unicelulares no es tan simple como podría parecer a simple vista. Se piensa que, en algún momento, un microorganismo se tragó una cianobacteria con capacidad para atrapar fotones y, en lugar de digerirla, adoptó partes funcionales de esta, como la proteína de antena, dando lugar a algas rojas. Posteriormente en el transcurso de 1.500 a 1.000 millones de años otro organismo se tragó un alga roja para convertirse en el primer criptofito. Excepto que esta vez la antena se llevó al otro lado de la membrana del organismo huésped y se remodeló por completo en nuevas formas de proteínas que fueron igualmente eficientes para atrapar los fotones de la luz solar.

El descubrimiento de momento no tiene utilidad práctica, aunque en un futuro podría ayudar para descubrir los principios físicos fundamentales que subyacen en la eficiencia fotónica de estos sistemas fotosintéticos capaces de transformar luz en energía y se podrían aplicar en dispositivos ópticos, incluidos los paneles de energía solar.

Referencia:
Rathbone, H.W., Michie, K.A., Landsberg, M.J. et al. Scaffolding proteins guide the evolution of algal light harvesting antennas. Nat Commun 12, 1890 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22128-w