lunes, 13 de septiembre de 2010

La Evolución de las Células (a lo largo de millones de años)

“La vida comienza con las células: Al igual que nosotros, cada célula que forma nuestro cuerpo puede crecer, reproducirse, procesar información, responder a estímulos y llevar a cabo una asombrosa variedad de reacciones químicas. Estas habilidades definen la vida […]” 

Como sabemos, la célula es la unidad fundamental de todo ser vivo. Si no hay célula, no hay vida. La asombroso está en cómo es que algo tan diminuto y reducido albergue en su interior las características necesarias para llegar a generar un ser tan complejo como somos nosotros. Por ejemplo, ¿No es maravilloso y sorprendente el hecho de que tan sólo a partir de la unión de un espermatozoide y de un óvulo puedan surgir los 10 trillones de células del cuerpo humano?

Ahora, una buena pregunta sería ¿Cómo fue que se originó el primer rastro de vida en la tierra? ¿Cuándo y cómo fue que surgió la célula? Y una vez que ya aparecieron las primeras células, ¿Por qué evolucionaron? ¿Qué factores impulsaron o provocaron este proceso milenario?

La verdad es que, como se menciona al comienzo del marco introductorio, la vida comprende todo un proceso complejo que comenzó hace ya más de 3000 millones de años con las primeras células. Un proceso denominado “Evolución”.



EL ORIGEN DE LA VIDA

Según cálculos, la tierra se formó hace unos 4,500 millones de años, y mil millones después es que aparecería la vida en ella. El cómo se originó es motivo de especulación, ya que estos eventos no pueden reproducirse en un laboratorio. Sin embargo, se han realizado varios tipos de experimentos que ayudan a dar una explicación de los posibles pasos que se dieron hasta que surgió la vida. A su vez, existen diversas teorías apoyados en dichos experimentos.

Teoría de la endosimbiosis
Lynn Margulis fue quien propuso esta teoría, la cual planteaba que las células eucariontes fueron precedidas por las procariontes, que luego se asociaron simbióticamente.

            Segú Margulis, las células eucariontes se formaron a partir de una célula
            procarionte, denominada “urcalota”, la cual se dice que perdió su pared
            celular, lo que permitió que incrementara de tamaño y generara nuevas
            características.



            Teoría del plegamiento membranoso
Esta teoría sostiene que las células eucariontes se formaron a partir de un antecesor arqueobacterial, mediante la compartición de distintas funciones, producto de los repliegues de las membranas plasmáticas, es decir, mediante la invaginación.
Además, se cree que este mismo proceso fue el que originó a la membrana nuclear.

No obstante, dado la falta de restos fósiles que secunden esta teoría, es poco aceptada.


Teoría mixta
Propone una unión entre las teorías anteriores. Sostiene que es posible que los organelos que no contienen ADN se hayan formado por el plegamiento membranoso, mientras que los organelos que contienen ADN se formaron a partir de endosimbiosis.

Teoría de la Endosimbiosis


EVOLUCIÓN DE LA CÉLULA

La teoría de evolución celular representa hoy en día uno de los pilares de la Biología moderna.

Como observamos anteriormente, existen numerosas teorías que tratan de explicar el origen de la vida en la tierra. Ahora, ¿A qué se debió esta evolución?

Pues, desde que se originó la tierra se han dado un sinnúmero de cambios en ella, es así que –según la teoría de Bing Bang- se originaron ciertos compuestos químicos a partir de la explosión y la formación de los distintos planetas, como la tierra. Se dice que durante millones de años, la Tierra recién formada, sufrió grandes cataclismos al chocar contra su superficie grandes meteoritos, quizás de varios kilómetros de diámetro, que provocaron el surgimiento de grandes montañas de roca fundida. La energía de estos choques mantuvo la Tierra en estado de fusión, permitiendo a los elementos más pesados como el Fe y el Ni, hundirse hacia el centro y a los silicatos, más livianos, moverse hacia la superficie para formar una corteza sólida.

Finalmente, las explosiones terminaron y el Sol alcanzó su fase estable de combustión de hidrógeno.

Ahora, a medida que la tierra se enfriaba, los primeros compuestos que se formaron quizás fueron siliciuros, hidruros y carburos de metales bivalentes y trivalentes, únicos estables a esas altas temperaturas. Luego los metales fueron oxidados y así se fijó el O2. Este elemento es el que resulta clave para la formación de la vida, pues a partir de él surgieron algunas células muy simples, tanto anaerobias como aerobias.

FACTORES QUE IMPULSARON EL PROCESO DE EVOLUCIÓN

Con el tiempo se han venido dando diversas especulaciones respecto a las causas que generaron este proceso evolutivo. Pues cierto es que, sin factores externos, no se hubiera dado la evolución, pues ésta no hubiera sido necesaria.

Es así que tenemos que biólogos importantes como Haldane y más tarde Oparin (1938) propuso que la radiación UV, los rayos, el calor causado hidrocarburos que se formó en la atmósfera primitiva de la tierra. En 1953, Stanley Miller y Harold Urey mezclan el agua, el hidrógeno, el metano y los gases de amoníaco en un aparato que produce las chispas eléctricas para simular relámpagos. Después de una semana se encontraron con que muchos compuestos orgánicos estaban presentes, incluyendo algunos aminoácidos. Este experimento se demostró por Carl Sagan, un profesor de Cornell, en la serie de televisión Cosmos.(Urey recibió el Premio Nobel de Química en 1934 para la separación de isótopos, cuando Miller, que más tarde trabajó en su laboratorio, fue de sólo 4 años).

Según Miller, Urey, y Sagan, el hidrógeno paulatinamente se escapó de la atmósfera primitiva, ya que es tan ligero y por lo tanto la atracción gravitatoria sobre ella es baja.El amoníaco y el metano son inestables en ausencia de una atmósfera reductora por lo que disminuyó la concentración de nitrógeno y el gas aumentaron en la concentración.


Las células procariotas probablemente apareció 3,5 mil millones años hace. Estas células no tenían núcleo, simple, ADN circular (suponemos), no orgánulos internos.De acuerdo con la opinión de Miller, Urey, y Sagan, eran heterótrofos (otros alimentadores-) y utilizaban la fermentación (glucólisis + un par de pasos de otro tipo) para extraer energía de las moléculas se formaron como resultado del calor y la luz a principios de los atmósfera. La fermentación produce dióxido de carbono y por lo que la concentración de este gas aumentaron en la atmósfera.


La fotosíntesis comenzó probablemente 3,3 mil millones años hace con autótrofos (auto-alimentadores) procariotas. Mientras que los primeros procariotas autótrofos utilizan sulfuro de hidrógeno gaseoso y producido, más tarde utilizaron las células de agua de azufre y oxígeno gas producido, la concentración de que se elevó en la atmósfera. 



CONCLUSIONES
·         Resulta asombroso el hecho de ponernos a pensar en el ser humano como resultado de miles y miles de procesos evolutivos, que comenzaron con el surgimiento de una sola y minúscula célula
·         Pese a que existen diversas teorías respecto al proceso de evolución, todas concuerdan en un mismo aspecto: La vida comenzó a partir de un microscópico ente biológico que fue poco a poco desarrollándose y valiéndose de las condiciones climáticas de ese entonces para poder sobrevivir.
·         Ahora, tenemos que hace miles de años comenzó la evolución, hoy en día se sigue dando. La pregunta entonces ahora es: ¿Seguiremos evolucionando…?

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
·         Lodish, Harvey. La vida comienza con las células. En “Biología celular y molecular”. 5ª Edición Estados Unidos, 2004. (Traducido en América Latina). Editorial Médica PANAMERICANA.
pp. 1
·         Calixto Flores, Raúl. “Biología 1”. México, 2004. Editorial Progreso. 232 p.
·         International Microbiology. Review Article: “Controversies on the origin of life”. Volumen 8, Febrero, 2005
(Online: www.im.microbios.org)

VI. REFERENCIAS LINKOGRÁFICAS
·         “The origin and evolution of cells”

·         “How did the first cells evolved?


Elaborado por:
Toro, Carlos; Sulca, Luis & Miñano, Edward.
Estudiantes de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres
Chiclayo - Perú