Teoría del origen de la vida

El primer conjunto de hipótesis acerca del origen de la vida fue propuesto en 1921 por el bioquímico ruso Alexander I. Oparin.

4 años mas tarde se formularon nuevas hipótesis por el ingles John B. Haldean. Ambos conocimientos se fusionaron y formaron la teoría de Oparin-Haldane.

La teoría contiene los siguientes puntos:

1. Había muy poco o nada de oxigeno libre (o molecular) presente en la atmosfera, por lo cual se conoce como «reductora».

2. Los 4 elementos que constituyen mas del 95% de los tejidos vivos(hidrogeno, oxigeno, carbono y nitrógeno) estaban disponibles en alguna forma en la atmosfera y en las aguas de la tierra primitiva.

3. La energía abundaba en forma de calor, rayos(descargas eléctricas), radiactividad y radiaciones provenientes del sol.

En 2002 William Schopf de la UCLA publico un articulo en la revista Natura defendiendo que las formaciones geológicas de hace 3,500 millones de años son fósiles, y por lo tanto, serian las señales de las formas de vida mas antiguas conocidas.

Esto dio paso a la abiogénesis, se refiere al estudio del origen de la vida a partir de materia inorgánica, cuyo objetivo es dilucidar como y cuando surgió la vida en la tierra.

Una teoría establece que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del periodo comprendido entre 4,400 millones de años.

Hace 2,700 millones de años, cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez, aparecieron los primeros indicios de vida.

Las ideas e hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida(panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13,700 millones de años de evolución de universo tras el «Big Bang».

Por una parte el ensayo químico en el laboratorio o la observación de procesos geoquímicos o astro químicos que produzcan los constituyentes de la vida en las condiciones en las que se piensa que pudieron suceder en su entorno natural.

Se han propuesto otras teorías, siendo la hipótesis del mundo ARN y la teoría del mundo de hierro (sulfuro), que son las mas aceptadas por la comunidad científica.

Teoría de la célula

Cuando aparecieron las primeras células, o estructuras semejantes a ellas, requirieron un aporte continuo de energía para mantenerse, crecer y reproducirse.

Estas estructuras eran heterótrofas(heter «otro» y tropos «el que se alimenta») es decir, no fabricaban sus propios alimentos, había sustancias utilizadas para obtener energía pro medio de la fermentación anaerobia(an «sin», aer «aire» y bio «vida».

Los conceptos de materia viva y célula están estrechamente ligados. La materia viva se distingue de la no viva por su capacidad para metabolizar y auto perpetuarse, además de contar con las estructuras que hacen posible la ocurrencia de estas dos funciones; si la materia metaboliza y se auto perpetúa por sí misma, se dice que está viva.

Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada: Robert Hooke, observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.

Antón Van Leeuwenhoek, usando unos microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica.

Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo.

Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología.

A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes).Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología.

Theodor Schwann y Jakob Schleiden,se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos; Estos asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la vida".

El médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio: "Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de esta".

François Vincent Raspail hizo la investigación de línea hereditaria, pero incompleta, Virchow popularizo este principio, que August Weismann también observo en la investigación que hizo Vincent, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.

La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.

Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “peronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes, Cajal y Camillo Golgi (Tinción) recibieron por ello el premio Nobel en 1906.

El concepto moderno de la teoría celular se puede resumir en los siguientes principios:

Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción.

La célula es la unidad estructural de la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad biológica, una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.

Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan.

Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio.

En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular).Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.

Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula e cellula1 ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.

Células procariotas y Eucariotas

CÉLULA PROCARIOTA: Por medio del registro de fósiles se ha determinado que las Células Procariotas precedieron a las Eucariotas y aparecieron hace unos 3,5 millones de años.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. Mediante experimentos en los que se produjeron las condiciones de la atmósfera en ese período, fue posible obtener Azúcares, Ácidos Grasos, Bases de los Ácidos Nucleicos, por ejemplo Adenina y varios Aminoácidos.

Esta etapa fue seguida por otra de evolución biológica, en la cual se produjo la formación de proteínas por polimerización y aparecieron los coacervados o proteinoides a modo de vesículas en el medio acuoso. Con el origen del Código genético (Ácidos Nucleicos) pudieron formarse Células capaces de perpetuarse a sí mismas. Luego la producción de O2 por la fotosíntesis permitió la aparición de células aeróbicas. Quién demostró el surgimiento de los Coacervados y sus coloides fue Oparin, quien les dio ese nombre. Un Coacervado es una agrupación de moléculas rodeadas por una envoltura densa y limitada y capaz de reproducirse.

CÉLULA EUCARIOTA: Se llama célula eucariota a todas las células con un núcleo celular delimitado dentro de una doble capa lipídica: la envoltura nuclear, la cual es porosa y contiene su material hereditario, fundamentalmente su información genética.

Las células eucariotas son las que tienen núcleo definido (poseen núcleo verdadero) gracias a una membrana nuclear, al contrario de las procariotas que carecen de dicha membrana nuclear, por lo que el material genético se encuentra disperso en ellas (en su citoplasma), por lo cual es perceptible solo al microscopio electrónico.

Las células eucariotas no cuentan con un compartimento alrededor de la membrana plasmática (peri plasma), como el que tienen las células procariotas.

El paso de procariotas a eucariotas significó el gran salto en complejidad de la vida y uno de los más importantes de su evolución. Sin este paso, sin la complejidad que adquirieron las células eucariotas no habrían sido posibles estos pasos, como la aparición de los seres pluricelulares.

La vida, probablemente, se habría limitado a constituirse en un conglomerado de bacterias.

El éxito de estas células eucariotas posibilitó las posteriores radiaciones adaptativas de la vida que han desembocado en la gran variedad de especies que existe en la actualidad.

Teoría de la evolución celular

Carl Woese (1980) denominó protobionte o progenote al antepasado común de todos los organismos y representaría la unidad viviente más primitiva, pero dotada ya de la maquinaria necesaria para realizar la transcripción y la traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariotas las arqueas, urcariotas y bacteriasDurante un período de más de 2000 millones de años, solamente existieron estas formas celulares, por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos los ambientes posibles.

La evolución celular se produjo en estrecha relación con la evolución de la atmósfera y de los océanos.

La teoría más aceptada es que :las primeras células serían heterótrofas anaerobias, utilizarían como alimento las moléculas orgánicas presentes en el medio.

Como estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una primera crisis ecológica.

algunas células aprendieron a fabricar las moléculas orgánicas mediante la fijación y reducción del CO2.

Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de nutrición autótrofa.

El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvo como origen la liberación de O2 y por tanto la transformación de la atmósfera reductora en la atmósfera oxidante que hoy conocemos.

algunas células aprendieron a utilizarlo para sus reacciones metabólicas, lo que dio lugar a la respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa aerobia.

Estas formas celulares tienen organización procariota y son de pequeño tamaño. A partir de ellas, se piensa que evolucionaron las células eucariotas.

Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procariota, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula un momento dado, englobaría a otras células procariotas, estableciéndose entre ambos una relación endosimbionte, conocida con el nombre de urcariota