Origen de la vida y evolución celular

1. Origen de la vida

a) Primeras teorías

a.1 Creación: Origen divino de la vida en casi todas las religiones.

a.2 Generación espontánea: Aristóteles realizó una gran síntesis de las ideas

sobre generación espontánea.

a.3 Louis Pasteur: Refuta de forma general la idea de generación espontánea

demostrando que un ser vivo solo pueden proceder de otro ser vivo

a.4 Panspermia: (Origen cósmico de la vida). Una primera idea se debe a

Anaxágoras. En el siglo XIX Richter propuso que la Tierra fue fecundada por

microorganismos procedentes del espacio,(cosmozoarios, viajando en los

meteoritos. Se demostró que en los meteoritos hay diversidad de moléculas

orgánicas: ácidos nucleídos; aminoácidos; ácidos grasos,etc. En 1906 Arrhenius

formula de forma actual la teoría de la panspermia: la vida llegó a la Tierra en

forma de esporas bacterianas provenientes del espacio exterior e impulsadas por

la presión de radiación de las estrellas. Esta teoría no explica cómo se formó la

vida en el hipotético planeta del que provienen las esporas bacterianas. En la

actualidad astrofísicos como Fred Hoyle afirman que en las nubes de materia

interestelar existen gran variedad de compuestos orgánicos complejos que han

sido transportadas hasta el sistema solar por los cometas

b) Teorías modernas

b.1 Evolución química de la vida: Hoy en día se supone que una evolución

química habrá precedido a la evolución biológica. En 1924 Oparin propuso que los

compuestos químicos existentes en la atmósfera primitiva sirvieron de materia

prima para la síntesis de los compuestos orgánicos más simples existentes en los

seres vivos

b.2 Condiciones primitivas de la Tierra: La atmósfera primitiva no tenía oxígeno;

(CH4;H2O;CO2 y H2S)

b.3 Síntesis prebiótica de las moléculas orgánicas:

- Los gases de la atmósfera reaccionaron debido a la intensa radiación

ultravioleta y potentes descargas eléctricas dando lugar a pequeñas

moléculas orgánicas. (Experiencia de Miller en 1953)

- La lluvia arrastró estos compuestos al mar dando lugar al “caldo o sopa

primitiva”

- Estas moléculas reaccionaron en presencia de agua dando lugar a los

primeros “ladrillos biológicos”: aminoácidos; componentes de los

nucleótidos; ácidos grasos e hidratos de carbono

- Los “ladrillos” interactuaron entre sí y aparecieron las primeras

moléculas gigantes: proteínas y ácidos nucleicos

- En el caldo primitivo aparecieron unas microestructuras donde se

agruparon los diferentes polímeros que permitieron la formación de los

primeros sistemas autorreplicantes. Estos sistemas dieron comienzo a la

evolución biológica

b.4 Génesis mineral: Se supone que la unión entre los “ladrillos biológico”

tiene que haberse realizado sobre una superficie,(arcilla o mica), que actuaría

como biocatalizador

b.5. Fuentes hidrotermales: Para algunos científicos la vida se originó en las

fuentes termales del fondo del océano . La pirita habría actuado en este caso

como biocatalizador

b.6. El mundo ARN: Se cree que el ARN fue la primera molécula con capacidad

replicante en aparecer

2. Evolución celular:

Se supone que todos los organismos vivos procedemos de las células ancestrales surgidas

hace más de 3800 millones de años. El instante decisivo fue la aparición de una membrana que

separó el medio externo lo que favoreció la existencia de un metabolismo rudimentario que

permitió a la célula obtener energía,(nutrición) y utilizarla para reproducirse y responder a las

variaciones del medio.

Las primeras deberían ser heterótrofas anaeróbicas capaces de obtener los alimentos

directamente del ambiente. Esto hizo desaparecer estos seres primitivos al agotarse el

alimento

El segundo tipo serían autótrofas anaeróbicas que sintetizarían el propio alimento, aún

existentes en ambientes extremos de fuentes hidrotermales del fondo del océano.

Por fin aparecieron las primitivas bacterias autótrofas aeróbicas capaces mediante la

fotosíntesis obtener hidratos de carbono a partir de CO2, H2O y la luz solar (cianobacterias)

En esta reacción se produce O2 por lo que la atmósfera terrestre se fue enriqueciendo en

oxígeno lo que produjo la extinción de los seres anaeróbicos.

Pero otras bacterias heterótrofas evolucionaron y fueron capaces de utilizar el oxígeno del aire

para obtener energía mediante un proceso denominado respiración celular,( heterótrofas

aeróbias)

Todos estos organismos eran células procariotas,(sin núcleo celular). Pero hace unos 2700

millones de años se produjo un proceso de asociación simbióntica entre diferentes células

bacterianas con organización procariota que dieron lugar a una célula eucariota:

Arqueobacteria (célula urcariota) + espiroqueta (cilios y flagelos) + bacteria aerobia

(mitocondrias) + cianobacteria (cloroplasto) → célula eucariota ancestral