La multicelularidad ha evolucionado de forma independiente varias veces en diferentes linajes, incluidas bacterias, Archaea y Eukarya. La multicelularidad compleja, que implica diferenciación de tejidos y formación de órganos, es de hecho más común en eucariotas que en bacterias. Si bien algunas especies bacterianas pueden formar estructuras multicelulares simples, como biopelículas o colonias, la complejidad y diversidad de la multicelularidad observada en los eucariotas no tiene comparación en el dominio bacteriano. A continuación se presentan algunas razones por las que la multicelularidad compleja es más frecuente en eucariotas:

1. Complejidad genética:los eucariotas tienen una arquitectura genética más elaborada en comparación con las bacterias. Sus genomas son mucho más grandes y están organizados en múltiples cromosomas dentro de un núcleo rodeado de membrana. Esta complejidad genómica permite la evolución y regulación de una amplia gama de genes implicados en la diferenciación y especialización celular, que son cruciales para la construcción de organismos multicelulares.

2. Compartimentación y sistemas de membranas:las células eucariotas se caracterizan por tener extensos sistemas de membranas, que incluyen la membrana nuclear, el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, los lisosomas y varios otros orgánulos. Estos compartimentos de membrana facilitan la compartimentación celular, permitiendo funciones especializadas dentro de diferentes regiones de la célula. Esta compartimentación es crucial para coordinar las actividades de diferentes tipos de células en un organismo multicelular.

3. Comunicación y señalización célula-célula:Los eucariotas han desarrollado complejos sistemas de comunicación célula-célula que permiten un comportamiento coordinado y una organización de tejidos. Esto incluye la producción de moléculas de señalización (p. ej., factores de crecimiento, hormonas), moléculas de adhesión celular y la formación de uniones célula-célula especializadas (p. ej., uniones en hendidura, desmosomas). Estos mecanismos de señalización son vitales para regular la diferenciación celular, el desarrollo de tejidos y mantener la integridad de los tejidos.

4. División celular y citocinesis:Los eucariotas tienen un sofisticado proceso de división celular llamado mitosis, que asegura la segregación precisa del material genético durante la división celular. Esto conduce a la generación de células hijas genéticamente idénticas, esenciales para mantener la integridad del tejido y la transmisión fiel de la información genética durante el desarrollo. Por el contrario, la división celular bacteriana está menos regulada, lo que a menudo da como resultado la formación de descendencia genéticamente heterogénea.

5. Matriz extracelular y movimiento celular:La matriz extracelular (MEC) es una red compleja de moléculas secretadas por células eucariotas. Proporciona soporte estructural, media en las interacciones entre células y facilita el movimiento celular. La presencia de la ECM permite la organización de los tejidos y el comportamiento celular coordinado necesarios para la multicelularidad compleja. Las células bacterianas, por otro lado, normalmente no producen una MEC extensa.

6. Complejidad evolutiva y tiempo:La evolución de la multicelularidad compleja es un proceso complejo que probablemente requirió una serie de innovaciones y adaptaciones evolutivas. La historia evolutiva y las escalas de tiempo de eucariotas y bacterias difieren significativamente. Los eucariotas han tenido más tiempo para acumular cambios genéticos y someterse a experimentación evolutiva que podría haber facilitado el surgimiento de una multicelularidad compleja.

Es importante señalar que estas razones no son mutuamente excluyentes y su interacción ha contribuido a la prevalencia de la multicelularidad compleja en los eucariotas en comparación con las bacterias.