Universidad Nacional Autónoma de México, El Origen de la Vida

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Zaragoza

Ciencias de la Tierra



El Origen de la Vida


Dra. Erika



Gómez Díaz Braulio Manuel
Sánchez Chávez Ariadna Eréndira
Shimizu Romero Fernanda Naomi
Valdés Rangel Jorge


Biología 1103


22 / Noviembre/ 16







Índice

Introducción…………………………………………………………………………………….. 3

Vida……………………………………………………………………………………………... 4

Teorías sobre el origen de la vida……………………………………………………………….. 5

La Generación Espontánea……………………………………………………………………… 5

Teoría de la Panspermia…………………………………………………………………………. 7

Darwin y Engels "Principios básicos sobre la teoría de Oparin"................................................... 8

Teoría de Oparin-Haldane………………………………………………………………………... 9

Sistemas pre celulares…………………………………………………………………………….. 9

El origen de las membranas celulares…………………………………………………………... 10

Los primeros seres vivos………………………………………………………………………... 11

El origen del código genético…………………………………………………………………... 13

Los fósiles más antiguos………………………………………………………………………... 14

La aparición de los autótrofos…………………………………………………………………... 15

La evolución del metabolismo……..………………………………………………………….... 16

Procariotas y eucariotas………………………………………………………………………… 18

La teoría simbiótica de la evolución……………………………………………………………. 19

Conclusiones……………………………………………………………………………………. 20

Bibliografía……………………………………………………………………………………... 21
























Introducción

Observar, contemplar, mirar, son simples acciones que llevamos a cabo incluso sin darnos cuenta, pero que nos permiten saber qué es lo que está sucediendo a nuestro alrededor.

Después de observar algún acontecimiento, solemos cuestionarnos el porqué de éste, y seguimos cuestionando, hasta sumergirnos en un océano de dudas.

Nuestra capacidad de pensar y razonar, nos permite buscar y encontrar una explicación lógica a los fenómenos que se nos presentan. Ahora bien, gracias al desarrollo y los avances de la ciencia podemos desarrollar rigurosos estudios y experimentos que nos permitan responder de una manera más acertada aquellos cuestionamientos que surgen de la observación de un fenómeno.

Existen muchas preguntas en torno al origen de los primeros organismos que aún carecen de respuesta y para las cuáles a lo sumo se puede ofrecer una gama de posibles soluciones. A lo largo de esta investigación, se abordan algunas de las teorías que en su momento trataron de explicar el origen de la vida.

Ésta investigación gira y se desarrolla en torno a las siguientes cuestiones:
¿Qué es la vida?
¿Existe la generación espontánea?
¿Cuál es el origen de los seres vivos?
¿Cuál es el origen de los compuestos que forman a los seres vivos?
¿Se originó la vida por azar en nuestro planeta?
¿Qué características tienen los fósiles más antiguos?
¿Es posible reproducir en el laboratorio los pasos que precedieron a la aparición de la vida en la Tierra?
¿Cómo eran los primeros seres vivos?
¿Qué relación tuvo la evolución del planeta con la aparición y desarrollo de las primeras formas de vida?

Vida

Siempre nos será más fácil señalar la vida que definirla. Por ejemplo, podemos diferenciar sin problema alguno a un ser vivo de un objeto inerte. Pero, ¿cómo explicar que algo está vivo?
El concepto o idea de vida, cambia y es definido por diversos enfoques. Por lo que, es necesario definir el enfoque con el que nosotros vamos a comprender lo que es la vida.

Antes de comenzar, se deben tener en cuenta ciertas circunstancias, tales como:
Las propiedades que presenta hoy son muy diferentes a las de su origen.
La historia de la vida, muestra grandes y continuos cambios: evolución.
Genealogía; A través de este proceso, los sistemas vivos han producido muchos rasgos extraños y espectaculares, que no tienen comparación con el mundo inanimado.
Ahora bien, teniendo siempre presentes esas tres consideraciones, se pueden establecer ocho caracteres que presentan todos y cada uno de los seres vivos. Estos son, según Hickman Jr, C.P., Roberts, L.S., Keen, S., Larson, A., I'anson, H., Eisenhour D.J., 2008, McGraw Hill. Principios integrales de zoología, España. Págs. 4-9:
Exclusividad química. Los sistemas vivos muestran una organización molecular exclusiva y compleja: Los sistemas vivos presentan un conjunto de grandes moléculas, conocidas como macromoléculas, que son mucho más complejas que las de pequeño tamaño de la materia inerte y obedecen a las leyes fundamentales de la química; lo que las hace únicas es solamente su organización estructural compleja. Distinguimos cuatro categorías principales de macromoléculas biológicas: ácidos nucleicos, proteínas, hidratos de carbono y lípidos.
Complejidad y organización jerárquica. Los seres vivos muestran una organización jerárquica exclusiva y compleja: En el mundo vivo, los átomos y las moléculas se combinan según patrones que no existen en el mundo inerte. En los sistemas vivos encontramos una jerarquía de niveles que incluye, en orden de complejidad ascendente, macromoléculas, células, organismos, poblaciones y especies. Cada nivel se organiza sobre el inmediatamente inferior y tiene su propia estructura interna, que a menudo es también jerárquica.
Reproducción. Los sistemas vivos pueden autor reproducirse: La vida no surge espontáneamente, sino que sólo puede proceder de vida anterior a través de un proceso de reproducción.
Posesión de un programa genético. Un programa genético garantiza la fidelidad de la herencia: Las estructuras de las moléculas de proteína necesarias para el desarrollo y funcionamiento del organismo están codificadas en los ácidos nucleicos.
Metabolismo. Los organismos vivos se auto mantienen obteniendo los nutrientes de su entorno: Los nutrientes se degradan para obtener energía química y componentes moleculares que se utilizarán en la construcción y mantenimiento del sistema vivo. Estos procesos químicos esenciales reciben el nombre de metabolismo e incluyen la digestión, la producción de energía (respiración) y la síntesis de moléculas y estructuras. Los procesos químicos anabólicos y catabólicos más fundamentales que utilizan los sistemas vivos surgieron muy pronto en la historia evolutiva de la vida y son comunes a todos los seres vivos.
Desarrollo. Todos los organismos tienen un ciclo vital característico: El desarrollo describe los cambios característicos que sufre un organismo desde su origen hasta su forma adulta final. El desarrollo normalmente implica cambios de tamaño y forma, así como la diferenciación de estructuras internas en el organismo.
Interacción ambiental. Todos los seres vivos interaccionan con su entorno: El estudio de las interacciones de los organismos con el ambiente se denomina ecología. La ciencia de la ecología nos permite comprender cómo un organismo puede percibir los estímulos del ambiente y responder a ellos en consecuencia, adecuando su metabolismo y su fisiología. Todos los organismos reaccionan a los estímulos e su ambiente, propiedad que se denomina irritabilidad.
Movimiento. Los sistemas vivos y sus partes muestran movimientos precisos y controlados que se originan en el propio sistema: La energía que los sistemas vivos extraen de su entorno les permite iniciar movimientos controlados. En el nivel celular, estos movimientos son esenciales para la reproducción, el crecimiento y muchas respuestas a distintos estímulos en todas las formas de vida, así como para el desarrollo en las formas pluricelulares.

Teorías sobre el origen de la vida

La Generación Espontánea

El contexto histórico tiene una gran y enorme influencia sobre las creencias y las teorías que surgieron tratando de dar respuesta a la cuestión de cuál es el origen de los seres vivos. "La preocupación por conocer el origen de los seres vivos que nos rodean es, sin duda, tan antigua como el momento mismo en que las primeras sociedades humanas iniciaron el proceso de racionalización de sus relaciones de dependencia con la naturaleza y las empezaron a transformar en relaciones de dominio". (Lazcano-Araujo, A., Trillas. 1977. El Origen de la Vida. México. Pág. 15.)

Partiendo de esto, nos encontramos con la primera creencia que se formó en base a una simple observación: "...la vida parecía surgir constantemente, en forma repentina, a orillas de ríos y lagos, en los restos de plantas y animales, en los graneros u otros lugares donde almacenaban sus alimentos y aun en las heridas de los mismos hombres". De esta idea, nació la generación espontánea.

Los filósofos materialistas como Tales de Mileto, Anaximandro, Jenófanes y Demócrito, aceptaron la idea de la generación espontánea y la plantearon como "el resultado de la interacción de la materia no viva con fuerzas naturales como el calor del sol…".
Por otro lado, Aristóteles postuló un origen espontáneo para gusanos, insectos, peces, cangrejos, y salamandras a partir del rocío, del sudor, del agua de mar y de los suelos húmedos y aún sugirió que el hombre podría haber surgido de la interacción de la materia inerte con lo que él llamó entelequia (fuerza sobrenatural capaz de dar vida a lo que no la tiene).

De esta teoría se desprendió la corriente del Vitalismo, la cual llegó a sugerir que para que la vida surgiera, era necesaria la intervención de una fuerza vital o de un soplo divino o de un espíritu capaz de animar a la materia inerte.

También, dentro de estas corrientes se encuentra el Creacionismo, el cual incorporó las ideas creacionistas de Platón y Aristóteles a los dogmas teológicos, obteniendo como resultado aquel conocido mito que dice que Dios creó todo en menos de siete días.

Durante mucho tiempo, y con todo el poder de la iglesia de por medio, fue muy difícil erradicar la idea de la generación espontánea. Por lo que durante todo ese periodo de tiempo, se formularon y se presentaron diversos experimentos que trataban de respaldar ésta primera teoría.
Entre estos destaca Johan B. Van Helmont, quién en el año de 1667, dio una receta para crear ratones, la cual decía: "...Las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas y gusanos son nuestros miserables huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena de sudor con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de veintiún días el olor cambia y el fermento, surgiendo de la ropa interior y penetrando a través de las cáscaras de trigo, cambia al trigo en ratones. Pero lo que es más notable aún es que se forman ratones de ambos sexos, y que éstos se pueden cruzar con ratones que hayan nacido de manera normal... ¡Pero lo que es verdaderamente increíble es que los ratones que han surgido del trigo y la ropa íntima sudada no son pequeñitos, ni deformes ni defectuosos, sino que son adultos perfectos!...".
Una vez más, influye el contexto histórico pues con la caída del feudalismo, los hombres y sus actitudes comienzan a cambiar. Se reaviva la capacidad crítica, y en ese entonces, más que nunca, comienzan a poner en cuestión la veracidad de la generación espontánea, por lo que someten a pru


Teoría de la panspermia

Los resultados obtenidos por Pasteur provocaron con el paso del tiempo el abandono parcial del estudio sobre el origen de la vida, debido a que Pasteur (en pocas palabras) afirmó que toda materia orgánica sólo provenía de seres vivos y no por generación espontánea, "Los hombres de ciencia se vieron en un aparente callejón sin salida, y fueron muchos los que optaron por ignorar el problema, seguros de que no tenía solución".

Sin embargo, no todos los científicos se rindieron al encontrarse en ese "callejón", algunos científicos de escuelas mecanicistas propusieron que en el pasado surgió por alguna razón desconocida una molécula viviente, tal molécula fue capaz de reproducirse y ser el ancestro común de todos los seres vivos. Ya que la hipótesis no cuenta con una base sólida y fueron meras especulaciones esta teoría no tuvo gran seguimiento.

En el año de 1908 un físico químico de nombre Svante August Arrhenius propuso la teoría de la panspermia, de acuerdo a esta la vida se originó en la tierra a partir de una bacteria o algún tipo de espora proveniente del espacio exterior y que, de alguna manera, llegó a la tierra (tal vez por un choque de meteoritos o cometas), sin embargo esta teoría tampoco fue aceptada puesto que tenía dos argumentos muy grandes que la oponían.

-El primero de ellos es que en el espacio exterior no hay ni oxígeno, ni fricción ¡y es que ambas son de suma importancia para la vida!

-Por otra parte el segundo decía que en todo caso, de ser posible que llegara un ser vivo del espacio, eso no explicaba el origen de la vida puesto que no explicaba cómo surgió ese ser vivo en aquel lugar desconocido del que venía.

Darwin y Engels "Principios básicos sobre la teoría de Oparin"
A partir de la mitad del siglo XX el pensamiento científico fue muy diferente a como lo era antes de ese tiempo debido a la obra de Darwin nombrada El origen de las especies, sin embargo, en esta obra no se trata el tema del origen de la vida, no obstante, Darwin con su prudencia característica, tenía notas reservadas para el mismo y tal vez para algunos de sus compañeros diciendo lo siguiente.

"... Si pudiéramos (y que "si" tan grande) concebir un pequeño charco de agua templada, con toda clase de sales nitrogenadas y fosfóricas, y con luz, calor y electricidad, se formaría químicamente de allí un compuesto proteínico capaz de sufrir transformaciones aún más complejas, pero hoy en día un compuesto así sería inmediatamente devorado o absorbido, y esto no hubiera ocurrido antes de que aparecieran los seres vivos…"

Como se puede observar, en las ideas plasmadas de Darwin tenemos principios sobre el origen de la vida, sin embargo estos nunca fueron publicados y además, aunque hubiera intentado publicarlos, no hubiera podido debido a que en esa época los avances científicos no permitían demostrar esa teoría.

Engels en su obra Dialéctica de la naturaleza, señaló que el origen de la vida no era algo divino ni un milagro, más bien decía que era un proceso evolutivo de materia inorgánica a orgánica y está a seres vivos.

Teoría de Oparin-Haldane

En 1921 Alexander I. Oparin presentó un trabajo en el que argumentaba que los primeros compuestos orgánicos se originaron abióticamente sobre la superficie del planeta previamente a los primeros seres vivos. Él decía que con la atmósfera reductora presente en aquel tiempo, moléculas como el metano y el amoniaco reaccionaron formando compuestos más grandes que en el medio en el que se encontraban darían lugar a los primeros seres vivos.

Después de cuatro años del trabajo de Oparin, apareció John B. S. Haldane, y en su trabajo postulaba que la tierra originalmente había tenido una atmósfera conformada por dióxido de carbono, amoniaco y agua, carente de oxígeno, al reaccionar la radiación solar con esta atmósfera, se habían formado compuestos orgánicos como aminoácidos y azúcares y estos dieron lugar a las proteínas, Haldane decía que estos y otros compuestos se fueron acumulando en el océano formando lo llamado "sopa primigenia" de donde surgieron los primeros organismos.

Sistemas pre celulares.

A la par de la formación de polímeros se daba un proceso importantísimo de manera cualitativa, la formación de pequeñas gotitas microscópicas que en su interior reaccionan estos mismos polímeros, probablemente fueron los antecesores a los primeros seres unicelulares y podemos clasificarlos en dos grupos:

-Los coacervados: Es uno de los modelos más estudiados como antecesores a los seres unicelulares, sin embargo en un inicio se propusieron solo con antecesores a lo que se conoce como citoplasma, dentro de ellas podían haber reacciones químicas entre azúcares y aminoácidos, Oparin y sus discípulos demostraron que existen diferentes composiciones químicas para los coacervados y que en efecto, dentro de ellas ocurren procesos físicos y químicos.

-Las microesférulas proteicas: Sidney Fox sugirió que las primeras células fueron directamente precedidas por las microesférulas proteicas, que son pequeñas gotas que se forman en una solución concentrada de proteinoides y cuyas dimensiones son comparables con las de una célula típica, presentan características similares a las de los seres unicelulares actuales tales como:

*Se unen en largas cadenas como lo hacen algunas bacterias.
*Presentan fenómenos osmóticos.
*Poseen una membrana semipermeable.
*Absorben otras moléculas de su medio y aumentan de tamaño, así mismo al ser muy grandes se dividen y forman unidades aisladas.
*Presentan procesos de bipartición por formación de tabiques.
*Desarrollan una capa doble si el pH de su medio cambia bruscamente.

El origen de las membranas celulares

El estudio de los primeros seres unicelulares demostró la importancia de aislar el interior de las gotas de coacervados o de las microesférulas de su medio externo, permitiendo al mismo tiempo el intercambio de materia y energía, estas tareas junto con otras más complejas actualmente son llevadas a cabo por las membranas biológicas.

En general, al momento en el que una molécula se distingue de su medio implícitamente existe una barrera que separa a esta misma del exterior, sin embargo las membranas celulares no solamente separan el interior del medio externo, sino que dividen al primero en diferentes zonas con diversas características físicas y químicas.

"Al formarse los sistemas pre celulares de la tierra primitiva, algunas proteínas, grasas o carbohidratos presentes en las lagunas y pequeños charcos pudieron haberse convertido en el material de donde surgieron las primeras membranas, también pre celulares. Estas moléculas se pudieron haber organizado espontáneamente alrededor de una gotita en compuestos orgánicos." -(Lazcano, 1989)

De manera similar a la que Lazcano escribió sobre como posiblemente surgieron las membranas, otra idea que surgió con el tiempo, fue que en el mar primitivo existió una acumulación de polímeros que por efecto de las olas y el viento, colapsaron formando gotitas con membrana doble y en cuyo interior existían reacciones químicas que interaccionan con su medio.

Así pues, las primeras membranas celulares no solo separaban a una molécula de su medio externo, sino que también permitían "la comunicación" entre ambos dando lugar en un futuro a los primeros seres vivos unicelulares.

Los primeros seres vivos.

Los primeros organismos debieron haber sido muy simples, es decir, anaerobios (que no necesitan oxígeno), procariontes (sin núcleo), unicelulares (de una sola célula) y heterótrofos, incapaces de producir su propio alimento comenzaron a consumir las moléculas que se encontraban en el medio. Por lo cual se volvieron altamente competitivos y empezaron a sintetizar su propio alimento y su propia energía, dando así origen a las células autótrofas y algunas bacterias quimio sintéticas y posteriormente las bacterias fotosintéticas las cuales son capaces de transformar la energía solar.

Por lo que se inició la liberación de oxígeno a la atmósfera, que pasó de ser una atmósfera reductora a oxidante. A su vez, la liberación de oxígeno permitió la formación de la capa de ozono, la cual propició el desarrollo de organismos aerobios.

La etapa inicial del origen de la vida debió ser la formación de las sustancias orgánicas, ya que todos los animales, plantas y microbios están formados por estas. Sin embargo el carbono es el elemento fundamental, esto se puede mostrar, ya que todos ellos arden al alentarlos en presencia del aire y se carbonizan cuando al alentarlos se impide el acceso del aire. Mientras los de naturaleza inorgánica jamás llegan a carbonizarse. También en las estrellas podemos encontrar el carbono, pero su estado no es el mismo, lo encontramos en combinación en otros elementos, pero el carbono siempre es elemento básico.

El experimento de Miller y Urey

Stanley Miller y Harold Urey realizaron una serie de experimentos en el año de 1952 donde simularon las características de la tierra primitiva. Para el cual pusieron en un aparato de vidrio compuestos como agua, metano, hidrógeno y amoniaco. El aparato estaba cerrado herméticamente y contaba con electrodos, los cuales producían descargas eléctricas, los gases circulaban y pasaban primeramente por un sitio en el cual la mezcla hervía y otro donde se condensaba, el primer día la mezcla había cambiado a un color amarillento, después de dos días el color era más oscuro, al cabo de una semana detuvieron la mezcla y obtuvieron aminoácidos, urea, ácidos grasos y ácido acético, en conclusión, se puede formar moléculas orgánicas fundamentales para los seres vivos, en condiciones abióticas. No fue sino hasta en 1953 que se publicaron los resultados.

Alfonso Herrera, el científico mexicano propuso una nueva ciencia, la plasmogenia, (la ciencia que trata del origen del citoplasma) Los trabajos de Herrera consisten en producir en el laboratorio, estructuras pre celulares parecidas a microorganismos, a partir de mezclas de diversas clases de sustancias. Como en México no fue importante los estudios de Herrera no fueron apoyados y reconocidos por lo tanto no lo apoyaron y no pudo continuar con ellos. No fue sino hasta 30 años después de su muerte que fue reconocido como uno de los cuatro científicos que realizó trabajos en este campo.


El origen del código genético

Todos los seres vivos en la tierra poseen dos tipos fundamentales de moléculas, sin las cuales no podemos imaginarnos la existencia de los sistemas vigentes. Las proteínas y los ácidos nucleicos. En particular, la particular, la compleja molécula de DNA, cuya estructura de doble hélice es el centro de complejas reacciones químicas que permiten el mantenimiento de la vida y la evolución de los organismos dicho por los trabajos de Wilkins y Crick Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962, Lazcano Araujo, 1989.

La molécula de DNA posee dos características. El primer lugar el ordenamiento de los monómeros que la forman es específico y característico para cada tipo de organismo. Esta propiedad determina, a la vez, la secuencia de los aminoácidos en las proteínas que va a sintetizar el organismo Lazcano Araujo, 1989.

En segundo lugar, la molécula de DNA puede producir copias de sí misma, garantizando la continuidad genética a medida que los organismos se reproduciendo, al transmitir a descendientes la información genética necesaria para la síntesis de sus propias proteínas.

Sin embargo, la transmisión de la información de las moléculas de DNA, no puede ocurrir si la participación de enzimas específicas y de ciertas fuentes de energía Lazcano Araujo, 1989.
Esta situación plantea un problema para el cual aún no existe una respuesta definitiva: la del origen de la relación funcional entre las cadenas de poli nucleótidos con las de polipéptidos Lazcano Araujo, 1989.

Algunos experimentos empezaron a arrojar luz acerca de este problema, indicando tal vez caminos por los cuales los ácidos nucleicos pueden haber surgido abióticamente. Se ha logrado demostrar experimentalmente que algunas reacciones que llevan a cabo la síntesis de las moléculas de DNA se pueden producir en tubos de ensayo, fuera de las células. En otros experimentos. En cambio, se ha logrado sintetizar poli nucleótidos, a temperatura ligeramente mayores que la del ambiente, en presencia de fosfatos. Es razonable proponer que este tipo de reacciones ocurrieron en la Tierra Primitiva y dieron lugar a los primeros poli nucleótidos, que seguramente eran tan sencillos que estaban constituidos por unas cuantas unidades

Estas reacciones pudieron haber ocurrido en el interior de los protobiontes, los sistemas pre celulares más complejos, en presencia de moléculas donadoras de energía con ATP, que podrían proporcionar simultáneamente el fosfato necesario para la formación de los nucleótidos. .
Existe un problema fundamental aún por resolver: el del origen de la relación entre los aminoácidos y los nucleótidos, la interacción entre ambos tipos de moléculas debe haber tenido lugar, muy rápidamente, durante los procesos de evolución química, dando así el origen del código genético, este problema tiene aún muchas interrogantes para las cuales no existen respuestas definitivas (Lazcano Araujo, 1989.)

Los fósiles más antiguos

El estudio de las rocas sedimentarias del precámbrico ha permitido reconstruir parte de la historia de los inicios de la vida en nuestro planeta. Han logrado demostrar la existencia de fósiles microscópicos en las rocas sedimentarias precámbricas localizadas en la formación de Fig Tree, en el África del Sur y que tiene una edad de aproximadamente tres mil doscientos millones de años investigados por Tyler, Barghoorn y Schopf.

Al estudiar con el microscopio electrónico muestra provenientes de estas formaciones geológicas, se logró determinar la presencia de fósiles morfológicos de unos organismos muy semejantes en forma y tamaño de algunas bacterias contemporáneas. En estos fósiles de los organismos unicelulares, que han recibido el nombre de eobacterium isolatum, se ha logrado estudiar y describir, incluso, parte de la pared celular






La aparición de los autótrofos

Los primeros seres vivos que aparecieron en la tierra eran seguramente muy similares a los organismos unicelulares más primitivos que existen actualmente, tales como las bacterias y las algas verde-azules. Sin embargo eran heterótrofos; es decir no fabricaban sus propios alimentos, sino que los tomaban ya elaborados

Estas sustancias eran utilizadas para obtener energía aprovechable biológicamente por medio de la fermentación anaerobia; estos organismos eran capaces de fermentar muchos tipos de carbohidratos; pronto aparecieron bacterias capaces de incorporar el dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera a compuestos reducidos de origen metabólico utilizando para ello el ácido sulfhídrico (H2S) atmosférico mediante procesos fotosintéticos primitivos. Aparecieron después, bacterias que utilizaban las moléculas de sulfatos, mucho más energéticas, liberando a su vez el H2S

Estos organismos, al vivir en un medio donde no existía el oxígeno libre, desarrollaron vías metabólicas en las que la incorporación este elemento les hubiera causado daños irreparables. La ausencia del oxígeno libre en la atmósfera y la libre penetración de radiación U.V. en la tierra fue un factor de selección de organismos. Así se desarrollaron diversos organismos los cuales eran capaces de reparar los daños que podía sufrir el ADN. Otros más pudieron utilizar el nitrógeno para la síntesis de aminoácidos y otros compuestos orgánicos nitrogenados

La evolución del metabolismo

Eventualmente aparecieron bacterias sintetizadoras de porfirinas, las cuales tiene la propiedad de absorber la luz visible, lo cual condujo a la aparición de bacterias propiamente fotosintéticas, que eran capaces de producir, mediante procesos fotoquímicos, compuestos orgánicos reducidos a partir del dióxido de carbono.

El siguiente paso en la evolución fue el ciclo de Krebs, que consiste en una respiración que produce la molécula ATP. La presencia de ATP así formado, pudo haber permitido la transformación de los compuestos orgánicos simples disueltos en los mares primitivos en otros más complejos. La transformación de acetatos, se pudo haber formado glucosa, en un proceso en el cual se utilizará la energía de la molécula de ATP

De estos primeros organismos fotosintéticos, pronto evolucionaron formas más complejas que utilizaban, como donadora del hidrógeno, la molécula del agua. La utilización del agua como agente reductor, es un mecanismo común a todas las plantas, que implica, además, la liberación de oxígeno. Este proceso habría de provocar cambios profundos en los organismos y atmósfera de la tierra

Los seres vivos más sencillos aún necesitan cualquier tipo de aparato catalizador, capaz de regular las tasas de las reacciones químicas que forman la base de su metabolismo. Sin embargo fueron apareciendo sustancias más complejas y específicas, esto implicaba un metabolismo más eficiente, y que podía ser transmitido a los descendientes, que entonces eran más competentes que otros en las poblaciones primitivas para sintetizar proteínas; es decir aparecen mutaciones con ventajas que eran transmitidas a su vez a los descendientes

Sin duda alguna los organismos heterótrofos primitivos utilizaron los compuestos orgánicos que se habían acumulado en la tierra como resultado de las síntesis abióticas. Al paso de miles de años surgió un nuevo cambio evolutivo; aquellas poblaciones primitivas en medios donde escaseaban los metabólicos ya elaborados, fueron desplazados por las poblaciones nuevas que podían, en dado caso, nutrirse de otras sustancias parecidas o incluso producir estos metabolitos. Así cuando miembros de ciertas poblaciones necesitaban un compuesto dado, que rápidamente era agotado por el crecimiento de la población, únicamente sobrevivían aquellos organismos con capacidad para elaborar dicha sustancia a partir de un precursor inmediato, o de utilizar otra muy semejante

Las nuevas mutaciones pudieron haber dado origen a la síntesis de la molécula de clorofila en la cual una proteína se encuentra conjugada a un compuesto de magnesio-porfirina. Una vez que este tipo de molécula era producida en los organismos, estos adquirían la capacidad de atrapar la energía luminosa y convertirla a una forma química que quedaba almacenada en la molécula ATP.

Esto constituía una ventaja ya que la fotofosforilación es un mecanismo mucho más eficiente para producir ATP que los procesos de metabolismo anaerobio

La liberación de oxígeno, fue creando una nueva selección de seres vivos, la que ahora favorece a aquellos mutantes capaces de obtener energía, también metabolizando los productos de la degradación de la glucosa mediante mecanismos más eficientes.
Debieron haber surgido en los seres vivos dos sistemas: Un sistema capaz de movilizar los hidrogeniones, en lugar de perderlos como productos de reacciones en sustancias no totalmente oxidadas.

Un sistema que permitiera activar al oxígeno como aceptor final de los hidrogeniones, liberando agua como resultado. La aparición de organismos con estos dos sistemas acoplados a las reacciones que producen ATP, marcó el inicio de la respiración aerobia. Estos organismos tenían mayores ventajas evolutivas, porque la respiración aerobia es un mecanismo más eficiente de liberación de oxígeno y de utilización de compuestos en la fermentación. Permite además que los organismos dispongan de mayores cantidades de energía biológicamente útil. Igualmente importante es que se libera agua y no compuestos tóxicos como alcoholes o ácidos Lazcano Araujo, 1989.

Procariotas y eucariotas

En 1937 el biólogo francés Edouard Chatton propuso los términos procariótico para describir a las células que no contienen núcleo y eucariótico para denotar a las células con núcleo. Las células procariontes y eucariontes pueden distinguirse de manera general por su tamaño y por el tipo de de organelos que contienen. Las células procariotas, estructuralmente más simples sólo se encuentran entre las bacterias y las células eucariotas, más complejas, se presentan en los otros grupos de organismos: protoctistas, hongos, plantas y animales Lazcano Araujo, 1989.

La mayoría de los procariotas son unicelulares y miden de 1 a 10 um de diámetros, en cambio casi todos los eucariontes son multicelulares y sus células tienen un diámetro de 10 a 100 um. Internamente las células eucariotas son más complejas que las células procariontes tanto estructural como funcionalmente. Las células procariotas contiene cantidades pequeñas de ADN que constituye el único cromosoma circular que se sitúa dentro de una región celular denominada nucleoide el cual carece de membrana Lazcano Araujo,1989.

La teoría simbiótica de la evolución

Se denomina eucariogénesis al complejo proceso que condujo al origen de los eucariontes. La idea general considera que los eucariontes tienen un origen procariota, toda vez que los procariontes son organismos más simples y relacionados con el origen de la vida, sin embargo no hay acuerdo sobre los procesos que implicaron la aparición de la primera célula eucariota, postulando muchas teorías que pueden dividirse en dos grupos: teorías simbiogenéticas y teorías autógenas.

Implica la fusión biológica por endosimbiosis de al menos dos organismos procariotas diferentes: una arquea y una bacteria. Tal es la evidencia en favor de la simbiogénesis, que actualmente su aceptación es universal y se puede dar por descartadas las teorías puramente autógenas.

Sin embargo, las teorías simbiogenéticas no explican todo el proceso complejo de la eucariogénesis, por lo que algunos autores postulan teorías autógeno-simbiogenéticas, de tal manera que actualmente el debate se centra sobre si hubo una fase endosimbiótica primero y luego otra autógena -(Lazcano Araujo,1989.)

Conclusiones







Bibliografía

Valdivia, Blanca. Granillo, Pilar. Biología la vida y sus procesos 2012 Publicaciones cultural. México, D.F.
Hickman Jr, C.P., Roberts, L.S., Keen, S., Larson, A., I'anson, H., Eisenhour D.J., 2008, McGraw Hill. Principios integrales de zoología, España.
Lazcano-Araujo, A., Trillas. 1977. El Origen de la Vida. México.
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