La evolución celular y la teoría endosimbiótica

Las primeras células procariotas

Una de las características de los seres vivos es su organización. Si la química prebiótica nos da pistas sobre la manera en que pudieron surgir las primeras biomoléculas, el siguiente paso sería la organización de las mismas en una estructura precursora de las células. Era, por tanto, necesario el desarrollo de una membrana externa. De esta manera, las proteínas que se sintetizasen por una hipotética molécula de ARN (gracias a primitivas rutas metabólicas) estarían retenidas y disponibles sólo para el ARN que las había sintetizado.

Estas primeras estructuras “celulares” debieron ser tremendamente sencillas y pequeñas. En algún momento del proceso evolutivo se produjo la aparición del ADN, que desplazaría al ARN en la función de almacenar la información para la síntesis de proteínas. Las primeras células eran procariotas y, al parecer, heterótrofas: obtenían la energía necesaria de los compuestos orgánicos disponibles, mediante rutas metabólicas anaróbicas (sin oxígeno).

Con el tiempo, o quizá al mismo tiempo, surgieron las primeras células autótrofas que, en un principio, se servían del hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno, muy abundantes en la atmósfera. Cuando comenzaron a escasear estos compuestos, los antepasados de las cianobacterias actuales descubrieron cómo utilizar el agua, prácticamente inagotable, para obtener hidrógeno, por lo que proliferaron con rapidez. El oxígeno que liberaban en su metabolismo fue acumulándose en la atmósfera, lo cual resultó letal para la mayoría de las célula anaeróbicas. El aumento de oxígeno en la atmósfera permitió la formación de ozono, que formó una capa protectora de la radiación ultravioleta, de manera que la síntesis abiótica de productos orgánicos cesó.

La abundancia de oxígeno supuso la aparición de organismos con metabolismo aeróbico, energéticamente más eficiente. Las cianobacterias proliferaron, se hicieron más complejas y colonizaron todo el planeta.

Las primeras células eucariotas: la teoría endosimbiótica

Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica, propone que las células eucariotas evolucionaron por la incorporación de organismos procariotas en su citoplasma.

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Según esta teoría, las mitocondrias, los cloroplastos, los centriolos, los cilios y los flagelos se formaron por una relación simbiótica entre organismos procariotas y la célula eucariota ancestral.

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Esta teoría se ve reforzada por los siguientes hechos:

  • Las mitocondrias y los cloroplastos poseen su propio material genético, formado por un cromosoma circular, y sus propios ribosomas, parecidos a los que aparecen en las células procariotas.
  • Las mitocopndrias y los cloroplastos son capaces de realizar la síntesis de proteínas a escala limitada.
  • Las mitocondrias y los cloroplastos pueden ser destruidos por antibióticos que matan bacterias pero no células eucariotas.

Para una información complementaria, lee la entrevista a Lynn Margulis.

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