jueves, 26 de enero de 2023

1.4. Los primeros pasos de la vida


Según la opinión más extendida en el ámbito científico, el último antepasado común de todo el conjunto de organismos vivos actuales (y probablemente también de todos los conocidos como fósiles) debió originarse entre hace unos 3.500 y 4.000 millones de años (lo cual no quita para que en un futuro pudieran identificarse restos de otro ser vivo de mayor antigüedad). … Los primeros seres vivos eran organismos unicelulares muy simples, y presentaban como característica principal el hecho de que su única célula carecía de núcleo, por lo que el material genético (ADN) se hallaba libre en el cuerpo celular. … A este tipo de organismos unicelulares sin núcleo se les denomina “procariotas” (del griego `pro´= `antes de´, y `karyon´= `nuez´ o `almendra´, como referencia a la forma del núcleo celular). … Los  procariotas constituyen el primer gran grupo de seres vivos, un superreino (también denominado imperio o dominio)  constituido por dos reinos: (1) Arqueas y (2) Bacterias.  

La tesis más aceptada actualmente sobre el origen de los procariotas es la ya comentada “Teoría de la evolución química”, según la cual, bajo unas condiciones ambientales adecuadas, una serie de moléculas inorgánicas se transformaron en orgánicas y,  posteriormente, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse: los primeros seres vivos procariotas. …

Los procariotas son organismos ubicuos,  es decir,  se encuentran en todos los hábitats (si bien, originalmente, eran solo extremófilos). … Los procariotas son, además, los organismos más abundantes del planeta: se estima que en un mililitro de agua dulce puede haber un millón de  bacterias;  en un gramo de tierra, en torno a 40 millones; y en el organismo humano, hasta unos 40 billones.

No se sabe aun a ciencia cierta si los primeros procariotas fueron arqueas o bacterias, o si un tipo de organismo evolucionó a partir del otro, o si ambos evolucionaron a partir de otro organismo más primitivo; lo que sí se tiene claro es que todos los seres vivos tienen un último antecesor común que surgió, no se sabe aún muy bien cómo, hace entre 3.500 y 4.000 millones de años. …

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    -¡Ojo!: en el pasado las arqueas fueron clasificadas como una variedad de bacterias y recibían el nombre de arqueobacterias, pero desde hace algunas décadas ambos tipos de organismos se clasifican en reinos separados, ya que se ha constatado que arqueas y bacterias tienen una historia evolutiva independiente y muestran muchas diferencias en su bioquímica.

    -Hasta no hace mucho se calculaba que en el cuerpo humano había aproximadamente diez veces más células bacterianas que células humanas (o sea, una proporción de 10:1); sin embargo, las últimas investigaciones revelan que un adulto promedio tiene un poco menos de 40 billones de células bacterianas y alrededor de 30 billones de células humanas (acercando  la proporción a casi 1:1). Por tanto, podemos decir que, aunque no somos 90% bacteria y 10% humano, sí somos mitad humano, mitad bacteria. … Eso sí, como las bacterias son significativamente más pequeñas, el conjunto de todas ellas pesan menos que el conjunto de las células humanas: unos dos kilos. …

    -Aunque el efecto protector del sistema inmunológico hace que la gran mayoría de estas bacterias sean inofensiva, algunas bacterias patógenas pueden causar enfermedades infecciosas, las cuales son combatidas con la ayuda de fármacos llamados `antibióticos´. … Hay que advertir, sin embargo, que el uso intensivo y generalizado de antibióticos (no solo en los humanos, sino también en la agricultura y la ganadería) está ocasionando que las bacterias se estén volviendo cada vez más resistentes a los mismos. …

   -En la industria, las bacterias son importantes en procesos tales como el tratamiento de aguas residuales, en la producción de mantequilla, queso, vinagre, yogur, etc., y en la fabricación de medicamentos y de otros productos.

El primer paso determinante en la evolución de los seres vivos tuvo lugar entre hace unos 1.500 y 2.000 millones de años, y supuso la aparición de los organismos unicelulares nucleados: organismos que poseen  una especie de cápsula, situada generalmente en el centro de la célula, en la que se recoge el material genético (ADN).  … A este tipo de organismos unicelulares con núcleo se les denomina “eucariotas” (del griego `eu´= `verdadero´ o `bueno´ y `karyon´= `nuez´ o `almendra´).  … Los  eucariotas constituyen el otro gran grupo de seres vivos, el otro superreino (imperio o dominio), constituido en este caso por 4 reinos: (1) Protista, (2) Fungi, (3) Plantae y (4) Animalia. …

La tesis más aceptada actualmente sobre el origen de los eucariotas es la llamada “Teoría de la endosimbiosis seriada” (conocida por el acrónimo inglés SET: “Serial Endosymbiosis Theory”), según la cual, la célula eucariota fue el resultado de la asociación endosimbiótica* entre diferentes organismos procariotas, probablemente entre una arquea y una bacteria. …

    *[Una asociación endosimbiótica es aquella en la que un organismos vive dentro de otro de distinta especie obteniendo ambos un beneficio mutuo. … La teoría endosimbiótica postula que una célula es capaz de incorporar a otra de manera que la hospedera aprovecharía los productos liberados por la hospedada, mientras que la hospedada obtendría protección de la hospedera.]

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    -El reino Protista está formado en su mayoría por organismos unicelulares, como los protozoos; o por organismos pluricelulares que tienen en su ciclo vital una primera fase unicelular, como es el caso de las algas rojas y pardas y de algunos mohos considerados pseudohongos.

    -El reino Fungi comprende organismos pluricelulares, como la mayoría de los hongos;  organismos con predominio de una fase unicelular en su ciclo de vida, como las levaduras; y organismos que pueden desarrollarse tanto en forma unicelular como pluricelular, como los mohos y las algas verdes.

    -El reino Plantae lo forman las plantas (todas pluricelulares). …

    -El reino Animalia lo forman los animales (todos pluricelulares). …

El segundo paso determinante en la evolución de los seres vivos tuvo lugar entre hace unos 500 y 1.000 millones de años, y supuso la aparición de los organismos pluricelulares (o multicelulares), es decir, los que están constituido por dos o más células funcionalmente diversas (en contraposición a los organismos unicelulares, que reúnen todas sus funciones vitales en una única célula). … No sabemos exactamente cómo se originó la pluricelularidad, pero sí sabemos que ocurrió de manera independiente ¡muchas veces!, como lo atestigua el hecho constatado de que los principales linajes de organismos pluricelulares (algas, hongos, mohos, plantas y animales) tengan orígenes separados, con ancestros propios y específicos. … Eso sí, todos los organismo pluricelulares (ya sean algas,  hongos, mohos,  plantas o animales) tienen en común el estar constituidos por células eucariotas. 

La tesis explicativa más aceptada del mecanismo de la pluricelularidad es la misma que la que explica el mecanismo de la eucariogénesis (proceso que dio origen a la célula eucariota): la endosimbiosis seriada  o teoría endosimbiótica.  … Según esta teoría, los primeros organismos multicelulares fueron producidos a partir de una serie de simbiosis (asociaciones) de diferentes células de vida libre. Con el tiempo, estas células se volvieron tan dependientes las unas de las otras, que no fueron ya capaces de sobrevivir por sí mismas de manera independiente, llegando finalmente a fusionar su material genético (ADN) en un solo genoma y constituyendo  un único organismo multicelular. … *[Se estima que las células de animales y de hongos necesitaron tres procesos simbiogenéticos, y cuatro las células vegetales.] …

La pluricelularidad supuso una serie de ventajas con respecto a la unicelularidad, por ejemplo:      (1) mejor protección frente a los depredadores; (2) más oportunidades de alimentarse; (3) posibilidad de almacenar nutrientes para momentos de escasez; (4) mayor movilidad para la búsqueda de alimentos; (5) especialización celular en funciones diferentes; (6) más oportunidades metabólicas (vías alimentarias); etc

 

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