Teoría Endosimbiotica

TEORIA ENDOSIMBIÓTICA

La historia de la Tierra puede dividirse en tres eones: Hadense, Arqueano y Proteozoico.

Su origen data de hace unos 4.600 millones de años y se formó como consecuencia de la explosión de una supernova.

Durante los primeros millones de años (eon Hadense), las condiciones existentes en nuestro planeta fueron extremas y violentas. Se alternaban ciclos de calor y frío, lo que a su vez alternaba la evaporación de agua de estanques, lagos y mares superficiales y cálidos. Casi no había oxígeno (el ambiente era reductor) siendo los gases más abundantes el CH4, CO2, N2 y NH3, trazas de CO y H2 y una alta concentración de sulfuro (mezcla de H2S y FeS). Al no existir, por tanto ninguna capa de ozono protectora, había altas emisiones de luz ultravioleta procedentes del Sol, que junto con la energía térmica y los relámpagos serán la fuente más importante de energía para la formación de moléculas (Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2003 Jan 29;358(1429):59-83).

Gracias a esta sucesión de estados de energía, constantemente se formaban y destruían combinaciones de moléculas. A medida que los microambientes se fueron estabilizando pudieron formarse cadenas de moléculas cada vez más complejas y durante más tiempo.

Sin oxígeno en la atmósfera que reaccionase y destruyese los aminoácidos, nucleótidos, azúcares sencillos e incluso ATP pudieron formarse y permanecer juntos en disolución.

.

Con el tiempo, algunas moléculas acabaron siendo catalizadores que favorecían y aceleraban la unión o la separación de otras moléculas sin ser ellas destruidas. Estos catalizadores tuvieron un papel muy importante en esta época prebiótica porque actuaron contra el azar al producir un orden y una pauta en los procesos químicos.

Esto favoreció el aumento del número de moléculas de estructuras complejas que se replicaban, de este modo se desarrollaron ciclos cada vez más complejos.

Posteriormente, uno de los acontecimientos más importantes para el inicio de la vida fue la formación de la membrana externa. Esto permitió la selección de las moléculas de RNA de acuerdo con la calidad de las proteínas que generaban, ya que, si estaban libres en el medio, las proteínas producidas por ese determinado RNA podían beneficiar por igual a cualquier especie competidora de RNA que estuviera presente.

La mayor parte de los científicos cree que los lípidos se combinaron con proteínas por ensamblaje espontáneo de moléculas de fosfolípidos existentes en el medio.

De este modo, las moléculas básicas que iban formándose pudieron hacerse más complejas al estar protegidas dentro de la burbuja de lípidos y absorbiendo ATP del exterior y otros componentes de nitrógeno y carbono.

Para considerar que una entidad está viva, esta debe cumplir dos condiciones:

1. Ser autopoyética, es decir, debe reaccionar contra las perturbaciones exteriores para conservar los aspectos claves de su identidad, dentro de sus límites.

2. Debe tener la capacidad de automantenimiento, replicarse a sí misma.

Los primeros sistemas de tipo celular fueron lo que se conoce como estructuras disipativas. A partir de estas estructuras y de los hiperciclos surgió la cadena de nucleótidos, ribosa y fosfato que puede autorreplicarse y catalizar las reacciones químicas. Esta cadena es lo que se conoce como RNA o ácido ribonucleico, la primera fase en el lenguaje de la Naturaleza. Sin ser todavía autopoyética, pero ya muy estructurado, el RNA envuelto en la membrana lipídica se acumuló en aguas cálidas y ricas en materia orgánica. Entonces, gracias a la ausencia de depredadores y a la gran cantidad de energía se fue haciendo cada vez más compleja.

Los primeros cuerpos autopoyéticos probablemente se regían sólo por RNA y podían autorreplicarse produciendo proteínas que elaboraban más RNA. El desarrollo de la molécula de DNA de doble hélice, más larga y menos propensa a errores debió ser posterior y tomó, poco a poco, la función de molde o plantilla para la copia de RNA. El código genético primitivo era menos sencillo y menos fiel de lo que es en la actualidad. Por ejemplo, hay indicios se que los codones con dos nucleótidos pudieron haber constituido una versión temprana de ese sistema ya que por ejemplo, actualmente, el tercer nucleótido de un codón es a menudo redundante.

En algún momento, hace unos 3.500 millones de años, la marea evolutiva alcanzó el nivel de vida tal y como lo conocemos, la de la célula limitada por una membrana, con unas 5000 proteínas, que utiliza el RNA como mensajero y está gobernada por DNA. Entonces se inició la evolución y se formó la biosfera tanto en la tierra como en el agua.

El aumento exponencial de estos microorganismos procariotas hizo que los nutriente de hidrógeno, carbono y nitrógeno se agotaran rápidamente. Esto obligó a las células a buscar nuevas formas de vida que les permitiesen alimentarse, como por ejemplo la fotosíntesis. Esta era diferente de la actual y utilizaba el hidrógeno atmosférico o el sulfuro de hidrógeno para producir energía pero nunca producir oxígeno (actualmente representado en laS bacterias verdes y rojas de azufre).

Las bacterias fotosintéticas, en su búsqueda por el hidrógeno, acabaron utilizando el agua y producir, con ello, oxígeno (muy tóxico para todas aquellas formas bacteriana). Las responsables fueron los antepasados de las cianobacterias. Esta nueva clase de metabolismo producía más ATP y por eso se diseminó rápidamente por toda la Tierra, con lo que aumento extraordinariamente la concentración de oxígeno. Esto tuvo consecuencias catastróficas. Con el tiempo acabó acumulándose en la atmósfera, lo que originó la capa de ozono. Con el tiempo, aquellas células que consiguieron resistir a esta molécula reemplazaron a gran parte de los microorganismos existentes. En muchos casos estas bacterias aeróbicas y anaeróbicas formaron asociaciones que han perdurado hasta nuestros días, como los estromatolitos.

En este momento, hace unos 3500 millones de años, la evolución bioquímica casi había terminado y la superficie de la Tierra y la atmósfera ya eran parecidas a como las conocemos.

La transición biológica entre procariotas y eucariotas (hace unos 2.200 millones de años) es tan repentina que no puede ser explicada de ningún modo por los cambios graduales como la mutación o la transformación genética bacteriana.

Este proceso fue llamado endosimbiosis y ha sido desarrollado en Teoría Endosimbiótica. Esta teoría deriva de otras muchas propuestas (Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2003 Jan 29;358(1429):59-83) y que han sido ampliadas y recopiladas por Lynn Margulis. En ella se establece que las tres clases de orgánulos

...