origen de lla vida y el medio ambiente
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ORIGEN DE LA VIDA Y NATURALEZA
ORIGEN DEL UNIVERSOCientíficas: Big Bang Estacionario OscilatoriaNo científicas: La creación según la Biblia
Big Bang En 1927, el astrónomo G. E. Lamaître expuso la
teoría de que las galaxias provienen de la explosión de un núcleo inicial, llamado huevo cósmico o átomo primitivo.
Según Gamow, el huevo cósmico estaba constituido por neutrones, que al descomponerse generaron protones y electrones, los cuales se aglutinaron y formaron átomos de hidrógeno y de helio, a partir los cuales se crearon los demás elementos.
Teoria del Big Bang Materia oscura Proporción de materia y energía (normal y oscura) en el
universo. Formalmente para que todo lo expuesto aquí pueda ser válido,
los científicos necesitan de una materia adicional a la conocida (o más propiamente vista) por el hombre. Varios cálculos han demostrado que toda la materia y la energía que conocemos es muy poca en relación a la que debería existir para que el Big Bang sea correcto. Por lo que se postuló la existencia de una materia hipotética para llenar ese vacío, a la cual se la llamo materia oscura ya que no interactúa con ninguna de las fuerzas nucleares (fuerza débil y fuerte) y ni el electromagnetismo, sólo con la fuerza gravitacional. En el gráfico de la derecha se puede ver las proporciones calculadas.
Teoría del estado estacionario o del estado continuo Según esta teoría el universo es
homogéneo (igual en todos sitios) y estacionario (no depende del tiempo).
Surge de la aplicación del llamado principio cosmológico perfecto, el cual sostiene que para cualquier observador del universo debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio.
Teoría del estado estacionario La versión perfecta de este principio
incluye el tiempo como variable por lo cual el universo no solamente presenta el mismo aspecto desde cualquier punto sino también en cualquier instante de tiempo siendo sus propiedades generales constantes tanto en el espacio como en el tiempo.
Teoria del universo oscilante Se formula la hipótesis de que exista un
rejuvenecimiento cíclico del universo. Sostiene que en un futuro inminente, la
fuerza gravitatoria resultante del universo será capaz de frenar su expansión, hasta el punto de iniciar el proceso contrario, es decir, una contracción.
Teoría del universo oscilante Todos lo cuerpos celestes comenzaran a
acercarse unos a otros a una velocidad cada vez mayor, hasta encontrarse en un mismo punto y construir otra vez el huevo cósmico.
El origen de la vida
Fresco de Miguel ángel 1515 “La Creación de Adán”
A lo largo de la historia el hombre se ha planteado varios interrogantes acerca de como surgieron y cuales fueron los primeros seres con vida del planeta. Para resolverse estos cuestionamientos los científicos, que han estudiado el origen de la vida, se basaron en diferentes teorías y realizaron diversos experimentos para afirmar o refutar las posturas sostenidas a lo largo de siglos.Algunos de las teorias que trataron de responder estos interrogantes son los siguientes:
Teorías Idealistas y materialistas del origen de la vida
Las teorías son fruto de cada etapa del
desarrollo social
Teorías materialistasFueron los griegos quienes de modo mas sistemático establecieron los primeros postulados materialistas acerca del origen de los seres vivosLos conocimientos acumulados han enriquecido progresivamente esos puntos de vista trayendo consigo la concepción científica
Teorías IdealistasFueron formas de pensamiento basadas en mitos y en cuentos que el hombre primitivo creaba para poder explicar los fenómenos que ocurrían, “no hicieron mas que desviar el desarrollo de la ciencia objetiva”
Teorías idealistas
Concepciones de la sociedades esclavistas
Teoría de la biogénesis
Teoría de la eternidad de la vida
Teoría cosmozoica
Teoría de la panspermia
Teorías materialistas
Teoría de la generación espontanea de los materialistas griegos
Teoría de la generación espontanea del materialismo mecanicista
Teoría científica materialista dialéctica
Concepciones de las sociedades esclavistas
Estuvieron basados en la intervención de los dioses con presencia concreta en la naturaleza y la vida del hombre
Los incas atribuían su origen a un dios creadorEl apu kon tiki wiracocha
Teoría de la generación espontanea
Durante la época de las comunidades primitivas, el hombre en su lucha constante con la naturaleza, observo como de la tierra surgían nuevas platas y animales. Las limitaciones para explicar estos fenómenos condujeron al desarrollo de la teoría de la generación espontanea en su forma mas simple
La religión incorporo a la generación espontanea el componente mitológico de cada región, observándose este fenómeno principalmente en Egipto y babilonia, de estos últimos tomaron los hebreos la mitología de la creación en 7 días, que luego se transmitiría al cristianismo a través de la biblia
La teoría de la Generación Espontánea llegó a aceptarse ampliamente
Generación espontanea y los materialistas griegos
Estuvo representada por Tales de Mileto, Anaximandro, Jenofanes y Demócrito, según esta teoría los elementos de la naturaleza tales como la tierra, el fuego , el agua y el calor del sol interactuaban y generaban a los seres vivos, sin la intervención de dioses
Tales de Mileto Anaximandro Jenofanes Demócrito
En oposición al materialismo se desarrollo la corriente idealista iniciado por platón y seguido por su discípulo Aristóteles, fu Aristóteles quien sostuvo que era necesaria una fuerza supernatural capas de dar vida a la materia inerte y que el llamo “Entelequia”
La idea de la generación
espontánea de los seres vivos, que
ya enunció Aristóteles hace
2000 años, perduró durante mucho tiempo.
La generación espontanea vitalista de Aristóteles
Van Helmont y la generación espontanea de ratones
Van Helmont, vitalista, dio en 1667 una de sus mas conocidas recetas y plantea lo siguiente:Si colocamos ropa interior llena de sudor con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días, el olor cambia y el fermento, surgiendo de la ropa interior y penetrando a través de las cascaras de trigo, cambia el trigo en ratones
Experimento de redi: no hay generación espontanea de moscas
Redi demostró con su experimento que los gusanos que infestaban la carne eran larvas que provenían de los huevecillos de las moscas, colocando una tela fina evito que los recipientes con carne se infestaran de gusanos
Aparecen gusanos
Frasco abierto
Carne Carne Carne
Frasco tapado con una gasa
Frasco cerrado herméticamente
No aparecen gusanos
Aquí aparecen huevos de mosca
Needham vs spallanzani
La confección de microscopios traslado el problema de la generación espontanea al mundo microscópico
Teoría de la biogénesis
Plantea que la vida solo puede surgir de otra forma de vida pre existente
Pasteur demostró la incongruencia de la generación espontanea son uno de sus experimentos denominado matraces de cuello de cisne, en los que coloca líquidos nutritivos estériles, que permanecerán exentos de contaminación a pesar de estar expuestos al aire
Hipótesis del diseño inteligente
Plantea que los organismos son complejos y están bien adaptados tanto que es imposible una complejidad y una organización tan grande fuera producto del azar.En la suma teológica de Santo Tomas de Aquino planteo el argumento del diseño para demostrar la existencia de Dios.
Teoría de la eternidad de la vida
Fue sostenida en el año de 1871 por el físico ingles kelvin quien basándose en los experimentos de Pasteur afirmo que la vida era tan eterna como la materia misma
Teorías del origen extraterrestre
Teoría cosmozoica
Fue planteada por un grupo de científicos alemanes H. Richter, J.liebigy H. von helmholtz.Según ellos la vida llega a la tierra en forma de esporas, gérmenes de vida, junto con fragmentos de meteoritos
evidencia
En 1996 se encontró en la Antártida un meteorito
procedente de marte que contiene huellas de restos
orgánicos. Aun no esta claro si estas provienes de
la contaminación producida por el hielo circundante o podría pertenecer a una primitiva forma de vida
Teoría de la panspermia
En 1903 Svante Arrhenius en su libro, la creación de los mundos, postula que la vida es eterna en el universo, y que se transmite de plante en planeta en forma de esporas impulsadas por la luz y la radiación .En contra: la temperatura de interplanetaria, la falta de oxigeno y la calcinación de cualquier cuerpo al atravesar la atmosfera de la tierra
TEORIA DEL ORIGEN DE LA VIDA SEGÚN ALEXANDER
IVÁNOVICH OPARIN
¿Cómo era la Tierra hace 4.500 millones de años?
• La atmósfera primitiva estaba formada por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), amoniaco (NH3), vapor de agua (H2O) y sulfuro de hidrógeno (SH2). Era una atmósfera que carecía de oxígeno.• La Tierra estaba sometida a una intensa radiación debida a la radiaciónsolar ultravioleta, tormentas eléctricas, radiactividad natural, viento solar, actividad volcánica y rayos cósmicos, con lo que la reactividad delos gases sería muy alta y reaccionaría de forma espontánea.• La Tierra estaba cubierta por agua líquida, caldo de cultivo de toda esta mezcla.
Alexander Oparin lanzó en 1930 una hipótesis de la aparición de la vida en la Tierra. Propuso que la primitiva atmósfera terrestre contenía metano, hidrógeno y amoniaco. La presencia de agua la atribuyó al vapor que acompañaba las abundantes emisiones volcánicas de la época, tal y como ocurre en la actualidad.
Las altas temperaturas, los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas en la primitiva atmósfera habrían provocado reaccionesquímicas de los elementos para formar primitivos aminoácidos (materia orgánica). De los aminoácidos pasaríamos a lasprimitivas proteínas sencillas.
Millones de años de lluvias crearon los mares cálidos y arrastraron las moléculas hacia ellos, donde se combinaron hasta formarlos coacervados (un coacervado es un agregado de moléculas que se mantienen unidas por fuerzas electrostáticas).Algunos tendrían capacidad catalizadora (enzimas y fermentos), encargándose de diferentes reacciones químicas y del pasode unas moléculas a otras, algunas de ellas con capacidad de duplicación. Los primeros lípidos y proteínas envolvieron losprimitivos ácidos nucleicos, creándose así los precursores de las células.
DE LA TEORIAA LA
PRACTICA
• Fue el químico norteamericano Stanley L. Miller (1930-2007) quien demostró junto a Harold Urey (1893-1981), siendo aún un estudiante universitario, que las ideas de Oparin eran acertadas, o al menos podían ser plausibles.
• En una experiencia que reproducía las condiciones de la atmósfera primitiva y la radiación de hace 4 000 millones de años, obtuvo compuestos orgánicos a partir de una mezcla inicial de compuestos inorgánicos.
• Así demostró que la materia orgánica podía aparecer espontáneamente a partir de la inorgánica en las condiciones adecuadas.
• Stanley Miller introdujo en un recipiente una mezcla de los gases que, según se cree, existían en la atmósfera primitiva y aplicó descargas eléctricas de alto voltaje. Obtuvo varios compuestos orgánicos, entre ellos, aminoácidos.
Origen primitivo de las sustancias orgánicas más simples: los
hidrocarburos y sus derivados
Los animales, las plantas y los microbios están constituidos por sustancias orgánicas.
Por lo tanto, la primera etapa del origen de la vida tuvo que ver con la
formación de estas sustancias.
Lo primero que diferencia a las sustancias orgánicas de todas las demás
sustancias de la naturaleza inorgánica, es que en su contenido se encuentra
el carbono como elemento fundamental.
Esto puede verificarse fácilmentecalentando hasta una alta temperatura diversos materiales de
origen animal o vegetal, mientras que los materiales de la naturaleza inorgánica: las piedras, los metales, etc… jamás llegan a
carbonizarse, pormás que los calentemos.
En las sustancias orgánicas, el carbono se halla combinado con diversos elementos: con el hidrógeno, el oxígeno, con el nitrógeno,
con el azufre, el fósforo, etc.Las sustancias orgánicas más elementales y simples son los hidrocarburos o composiciones de carbono e hidrógeno.
El petróleo natural y otros varios productos obtenidos de él.Los químicos consiguen obtener fácilmente, por síntesis, numerosos
combinados orgánicos, a veces muy complicados y en muchas ocasiones idénticos a los que podemos tomar directamente los
seres vivos.La inmensa mayoría de las sustancias orgánicas inherentes al mundo de los seres vivos se producen actualmente en la Tierra por efecto
de la función activa y vital de los organismos. Las plantas verdes atraen y absorben del aire el carbono inorgánico en calidad de anhídrido carbónico, y sirviéndose de la energía de la
luz forman, a partir de él, las sustancias orgánicas que necesitan.
El mundo actual de los seres vivos se sostiene gracias a dos hechos análogos: fotosíntesis y quimiosíntesis
las sustancias orgánicas que se hallan en lasentrañas de la envoltura terrestre han surgido por
efectode la actividad de numerosos organismos que en
tiempos lejanos vivieronen nuestro planeta y que más tarde quedaron
sepultados en la macicez dela corteza terrestre.
Para abordar el origen de la vida era necesario entender cómo se constituían las
sustancias orgánicas; pero se daba el caso de que éstas únicamente podían
ser sintetizadas por organismos vivos.
Ahora bien, a esta síntesis sólo es dable llegar si nuestras observaciones no traspasan los límites de nuestro planeta.
Si rebasamos esos límitesveremos que en diversos cuerpos celestes de nuestro mundo
estelar se están creando sustancias orgánicas abiogenéticamente
o sea, en un estado ambiental que excluye toda posibilidad de que allí haya seres orgánicos.
En la atmósfera de las estrellas más calientes, el carbono se manifiesta
en forma de átomos libres y disgregados. En el Sol, ya lo vemos, en parte,
haciendo combinaciones químicas, formando moléculas de hidrocarburos, de
cianógeno y de dicarbono.
Es de excepcional importancia el estudio de los meteoritos, esas “piedras celestes” que de tanto en tanto descienden sobre la
Tierra procedentes de los espacios interplanetarios. Estos son los únicos cuerpos
extraterrestres que se pueden someter directamente al análisis químico y a un estudio mineralógico
los meteoritosson iguales a los materiales que hay en las partes más profundas
de la corteza de la Tierra y en el núcleo central de nuestro planeta.
Las importantes investigaciones de los astrónomos y cosmólogos soviéticos (V. Ambartsumián, G. Shain, V. Fesénkov, O. Shmidt y
otros) que nos están descubriendo el proceso de la formación de las estrellas y de los sistemas planetarios,
irradian nueva luz acerca del problema de la formación primitiva de las sustancias orgánicas en la Tierra.
Origen de las proteínas primitivas
En los inicios del siglo XIX imperaba la idea errónea de que las complejas sustancias orgánicas que integran los animales y las plantas –losazúcares, las proteínas, las grasas, etc.- sólo podían obtenerse de los seres
vivos, y que era de todo punto imposible juntar esas sustancias en unlaboratorio, quizá porque se pensaba que sólo podían originarse en los
organismos vivos con la ayuda de una fuerza especial, a la que sedenominaba “fuerza vital”.
Utilizando loshidrocarburos y sus derivados más simples como material básico podemos
obtener por vía química sustancias tan propias de los organismos, como sonlos diversos azúcares y grasas, innumerables pigmentos vegetales, como laalizarina y el índigo, las sustancias curtientes, los alcaloides, el caucho, etc.
“fuerza vital” ha sido totalmentedesalojada del campo científico, quedando totalmente aclarado que todaslas sustancias que pasan a formar parte de los animales y de los vegetalespueden, en principio, ser obtenidas también al margen de los organismos
vivos, independientemente de la vida.
La diversidad de las sustancias producidas por los organismos animales y vegetales era lo que hacía pensar a los investigadores de otros
tiempos que en la célula viva se producían numerosísimas reacciones de lostipos más variados.
A pesar de la enorme cantidad de sustancias queintegran los organismos vivos, no cabe duda que la totalidad de ellas se
formaron por medio de reacciones relativamente simples y muy parecidas.
Las transformaciones químicas que sufrieron las sustancias orgánicas en lacélula viva tienen por base fundamental tres tipos de reacciones.
Elprimero: la condensación o alargamiento de la cadena de átomos de
carbono y el proceso inverso, la ruptura de los enlaces entre dos átomos decarbono.
El segundo: la polimerización o combinación de dos moléculasorgánicas por medio de un puente de oxígeno o nitrógeno, y por otra parte,
el proceso inverso o hidrólisis. Finalmente, la oxidación y, ligada a ella, lareducción (reacciones de óxido-reducción).
Además, en la célula viva sonbastante frecuentes las reacciones, mediante las cuales el ácido fosfórico, el
nitrógeno amínico y otros grupos químicos se trasladan de unamolécula a otra.
Si observamosacuciosamente estas reacciones, notaremos que muchas de ellas poseen un
rasgo característico común, una particularidad común, lo cual se producecon la participación inmediata de los elementos del agua.
Estos elementosse combinan con los átomos de carbono de la molécula de la sustancia
orgánica, o bien se desprenden, separándose de ella.
Esta reacción entre loselementos del agua y los cuerpos orgánicos constituye la base fundamental
de todo el proceso vital.
Se podrían enumerar centenares de ejemplos análogos, pero lo dicho ya es suficiente para tener idea de esa capacidad tan notable de las sustanciasorgánicas más sencillas para transformarse en cuerpos más complejos y de
elevado peso molecular cuando se guardan simplemente sus solucionesacuosas.
Si estudiamos la formación de las diversas sustancias orgánicas complejas en la capa acuosa de la Tierra, debemos preocuparnos
especialmente de la formación de las sustancias proteínicas en esascondiciones.
Las proteínas desempeñan una función de extraordinariaimportancia, un papel realmente decisivo, en la formación de la “sustancia
viva”. Engels había señalado ya que “siempre
que nos encontramos con la vida, la vemos ligada a algún cuerpoalbuminoideo (proteínico), y siempre que nos encontramos con algún
cuerpo albuminoideo que no esté en descomposición, hallamos sinexcepción fenómenos de vida”.
Estas palabras de Engels tuvieron una total confirmación en los trabajos realizados por los investigadores modernos. Y es que se ha demostrado quelas proteínas no son, como antes se creía, simples elementos pasivos de la
estructura del protoplasma, sino que, por el contrario, participan directa y
activamente en el recambio de sustancias y en otros fenómenos de la vida.
Por tanto, el origen de las proteínas significa un importantísimo eslabón delproceso evolutivo seguido por la materia, de ese proceso que ha dado
origen a los seres vivos.
Formación de moléculas orgánicas
Condiciones de la tierra primitiva-Precipitación de los gases mezclados con el vapor de agua-Agua a temperatura de ebullición-Agentes catalizadores (Altas temperaturas , radiación solar y descargas eléctricas)
Primeras moléculas orgánicas en formarse
-Aminoácidos-Bases nitrogenadas-Monosacáridos-Urea-Ácidos grasos
Metano ( )4CH
4CH
OH 2
3NH
HCN
-Azucares-Glicerina-Ácidos grasos
-Aminoácidos-Pirimidinas-Purinas
El metano como precursor de lucidos ,lípidos ,aminoácidos y bases nitrogenadas
Acido cianhídrico
Ciamida
Nitrilos
Cianoetileno
Aminoácidos
Pirimidinas
Fosfato de cianovinilo
Aminonitrilos Aminoácidos Polipéptidos
El acido cianhídrico como precursor de macromoléculas
Polimerización
Formación de polímeros - Unión de varios
monómeros para conformar un polímero
Ejemplo – Unión de muchos aminoácidospara formar una proteína
Se da por reacciones de condensación
Hipótesis sobre la polimerización en la
tierra primitiva-Formación de enlaces covalentes para la formación de macromoléculas
-Joaquín Bernal – Arcilla como agente interviniente (silicato hidratado de alúmina: Al2O3 · 2SiO2 · H2O)
-Congelación de grandes masas de agua
-Condensación parcial de las aguas de la superficie de la tierra caliente
Evolución protobiológica
Formación de complejos supramoleculares-Hipótesis de los coacervados de OparinCoacervados (Acervus = muchos) , son formaciones de macromoléculas que se separaron de la solución a amanera de pequeñas gotas que flotaban en el agua
Características que deberían presentar los coacervados para ser considerado como forma protobiótica
-Membrana de separación del medio externo
-Capacidad de incorporar moléculas desde el exterior y expulsar moléculas desde el interior
-Capacidad de fragmentación y generación de coacervados que tengan las mismas características
Metano
Agua
Amoniaco
Hidrogeno H
-Calor-DescargasElectricas-Radiación Ultravioleta-Rayos X-Partículas
Aminoácidos
Purinas
Pirimidinas
Monosacáridos
Ácidos grasos
-Calor-Radiación Ultravioleta-Descargas eléctricas
Proteínas
Ácidos nucleicos
Carbohidratos
Lípidos
4CH
OH 2
3NH
Un mecanismo probable de síntesis abiótica de biomoléculas y biopolímeros
,
Hipótesis de las microesferas protenoides
-Fue planteada por Sidney Fox
-Plantea que estas esferas son resultado de la polimerización de muchos aminoácidos a una temperatura promedio de 130 °C
-Estas esferas poseían una membrana similar a la bicapa lipidíca de las células actuales y que estas esferas se dividían por procesos de partición y gemación
Hipótesis de la aparición del gen replicante
-Una estructura protobiotica debe poseer un mecanismo de autorreplicación e información de control catalítico de todos sus procesos.
-En 1986 , Cech y Zaug demostraron que existía que una estructura que cumplía con todas las características mencionadas: La Ribozima
-Las ribozimas son ARN con actividad catalítica
Otras hipotesis: Hipotesis del mundo del ARN
-A finales de los 60 , Woes, Crick y Orgel sugirieron al ARN como primera molécula con información genética y precursor del ADN
-Gilbert, en su hipótesis de “el gen desnudo” plantea al ARN como la primera forma de vida , primero surgiendo su membrana celular y luego transformándose en una célula procarionta.
Desarrollo de la membrana: Cuerpos precelulares con membrana
Origen de los organismos primitivos
- En el Período PREBIÓTICO, hubo una larga fase de EVOLUCIÓN QUÍMICA, en la cual el H2 (Hidrógeno), N (Nitrógeno), HN3 (Amoníaco), CH4 (Metano), CO (Monóxido de Carbono) y CO2 (Dióxido de Carbono) de la atmósfera interactuaron para formar compuestos orgánicos con CARBONO.
Origen de los organismos primitivos
Origen de los organismos primitivos
CÉLULA PROCARIOTA:
El registro fósil ubica a las primeras células hace 3.500 millones de años. Las 1º células eran procariotas, es decir carecen de núcleo diferenciado. Estos heterótrofosprimitivos obtenían su alimento del espeso caldo primitivo. Dado que no había oxígeno libre, el metabolismo era completamente anaerobioy por lo tanto bastante poco eficiente.
Cuando las moléculas orgánicas que se acumularon espontáneamente durante millones de años se acabaron, solo algunos organismos sobrevivieron, tal vez hayan ocurrido mutaciones (cambios permanentes y heredables del material genético) que permitieron a algunas células obtener energía de la luz solar, apareció entonces la FOTOSÍNTESIS.
Origen de los organismos primitivos
Se desarrollaron varios tipos de bacterias fotosintéticas, pero las más importantes desde el punto de vista evolutivo son las Cianobacterias, que al convertir el agua y el dióxido de Carbono en compuestos orgánicos y liberaron oxígeno como producto de desecho a la atmósfera. Estamos a 3.100 millones de años atrás.
CÉLULA EUCARIOTA:La abundancia de bacterias ofrece un rico panorama para quién pueda alimentarse de ellas. A pesar que no existe registro fósil, los paleobiólogos especulan que algunos predadores primitivos eran capaces de rodear a bacterias enteras como presa; debieron haber sido bastante primitivos (considerando la época, claro), ya que al ser incapaces de realizar fotosíntesis y metabolismo aeróbico metabolizaban de manera deficiente lo que engullían.
Origen de los organismos primitivos
La Endosimbio
sis
La teoría endosimbiótica fue popularizada en 1967 por Lynn Margulis(1938-2011), con el nombre de endosimbiosis en serie, quien describió el origen simbiogenético de las células eucariotas. También se conoce por el acrónimo inglés SET (Serial Endosymbiosis Theory).
La Endosimbiosis
La teoría endosimbiótica postula que algunos orgánelos propios de las células eucariotas, especialmente plastos y mitocondrias, habrían tenido su origen en organismos procariotas que después de ser englobados por otro microorganismo habrían establecido una relación endosimbiótica con éste.
La Endosimbiosis
La teoría endosimbiótica describe el paso de las células procariotas (células bacterianas, no nucleadas) a las células eucariotas (células nucleadas constituyentes de los procariontes y componentes de todos los pluricelulares) mediante incorporaciones simbiogenéticas.
La Endosimbiosis
Según la estimación más aceptada, hace 2.000-1.500 millones de años la vida la componían multitud de bacterias diferentes, adaptadas a los diferentes medios. Margulis destacó también, la que debió ser una alta capacidad de adaptación de estas bacterias al cambiante e inestable ambiente de la Tierra en aquella época se tuvieron que enfrentar y su capacidad para aportar soluciones frente a estos problemas.
Margulis describe una serie de tres incorporaciones mediante las cuales, por la unión simbiogenética de bacterias, se originaron las células que conforman a los individuos de los otros cuatro reinos (protistas, animales, hongos y plantas).
La Endosimbiosis
Primera incorporación simbiogenética:
-Una bacteria consumidora de azufre, que utilizaba el azufre y el calor como fuente de energía (arquea fermentadora o termoacidófila), se fusionó con una bacteria nadadora (espiroqueta) pasando a formar un nuevo organismo.
-El resultado fue el primer eucarionte (unicelular eucariota) y ancestro único de todos los pluricelulares. El núcleoplasma de la células de animales, plantas y hongos sería el resultado de la unión de estas dos bacterias.
-El ADN quedó confinado en un núcleo interno separado del resto de la célula por una membrana.
La Endosimbiosis
Segunda incorporación simbiogenética:
Este nuevo organismo todavía era anaeróbico, incapaz de metabolizar el oxígeno, ya que este gas suponía un veneno para él, por lo que viviría en medios donde este oxigeno, cada vez más presente, fuese escaso. Este nuevo endosombionte, originariamente bacteria respiradora de oxigeno de vida libre, se convertiría en las actuales mitocondrias y peroxisomas presentes en las células eucariotas de los pluricelulares, posibilitando su éxito en un medio rico en oxígeno como ha llegado a convertirse el planeta Tierra. Los animales y hongos son el resultado de esta segunda incorporación.
La Endosimbiosis
Tercera incorporación simbiogenética:
Esta tercera incorporación originó el Reino vegetal, las recientemente adquiridas células respiradoras de oxígeno fagocitarían bacterias fotosintéticas y algunas de ellas, haciéndose resistentes, pasarían a formar parte del organismo, originando a su vez un nuevo organismo capaz de sintetizar la energía procedente del Sol. Estos nuevos pluricelulares, las plantas, con su éxito, contribuyeron al éxito de animales y hongos.
La Endosimbiosis
Pruebas a favor de la teoría
* El tamaño de las mitocondrias es similar al tamaño de algunas bacterias.
* Las mitocondria y los cloroplastos contienen ADN bicatenario circular cerrado covalentemente - al igual que los procariotas- mientras que el núcleo eucariota posee varios cromosomas bicatenarios lineales.
* Están rodeados por una doble membrana, lo que concuerda con la idea de la fagocitosis: la membrana interna sería la membrana plasmática originaria de la bacteria, mientras que la membrana externa correspondería a aquella porción que la habría englobado en una vesícula.
La Endosimbiosis
Pruebas a favor de la teoría
• Las mitocondrias y los cloroplastos se dividen por fisión binaria al igual que los procariotas (los eucariotas lo hacen por mitosis
• * En mitocondrias y cloroplastos los centros de obtención de energía se sitúan en las membranas, al igual que ocurre en las bacterias. Por otro lado, los tilacoides que encontramos en cloroplastos son similares a unos sistemas elaborados de endomembranas presentes en cianobacterias.
La Endosimbiosis
Pruebas en contra de la teoría* Las mitocondrias y los plastos contienen intrones, una característica exclusiva del ADN eucariótico. Por tanto debe de haber ocurrido algún tipo de transferencia entre el ADN nuclear y el ADN mitocondrial/cloroplástico.* Ni las mitocondrias ni los plastos pueden sobrevivir fuera de la célula. Sin embargo, este hecho se puede justificar por el gran número de años que han transcurrido: los genes y los sistemas que ya no eran necesarios fueron suprimidos; parte del ADN de los orgánulos fue transferido al genoma del anfitrión, permitiendo además que la célula hospedadora regule la actividad mitocondrial.* La célula tampoco puede sobrevivir sin sus orgánelos: esto se debe a que a lo largo de la evolución gracias a la mayor energía y carbono orgánico disponible, las células han desarrollado metabolismos que no podrían sustentarse solamente con las formas anteriores de síntesis y asimilación.
La Endosimbiosis