Origen y Evolución de la Vida: Desde los Organismos Autótrofos hasta la Célula Procariota

Organismos Autótrofos y Heterótrofos

Organismos Autótrofos Quimiosintéticos

Producen su propia energía mediante una reacción química que no requiere luz. En vez de luz, utilizan un compuesto inorgánico (amoníaco, sulfuro de hidrógeno...) para sintetizar compuestos orgánicos sencillos a partir de CO₂. Lo realizan algunas bacterias que viven en hábitats extremos (sin luz, poco oxígeno, elevadas concentraciones de sulfuros o de hierro, elevada salinidad...), como puede ser el fondo oceánico o las zonas volcánicas.

Organismos Heterótrofos

Obtienen su energía degradando los compuestos producidos por los organismos autótrofos.

• Se produce en las mitocondrias, un orgánulo presente en todas las células.
• Organismos heterótrofos:
  • Animales
  • Protozoos
  • Hongos
  • Bacterias
• Respiración celular.

El Origen de la Vida

La uniformidad química de la vida sugiere un origen común desde el que habrían evolucionado los diferentes organismos (presentes y pasados).

Teorías sobre el Origen de la Vida

• Creacionismo: Atribuye el inicio de la vida (y de todo) a un ser superior omnipotente. Es un elemento común a todas las culturas y civilizaciones en todo el planeta a lo largo de la historia. No es una teoría científica.
• Vitalismo: La vida se generó espontáneamente (sin causa, puntualmente). Propuesta por Aristóteles (s. IV a.C.). Louis Pasteur demostró experimentalmente en 1864 su imposibilidad.
• Abiogénesis: La vida surgió a partir de sencillas moléculas (prebióticas) generadas a partir de materia inorgánica.
• Panspermia: Las primeras biomoléculas habrían llegado del espacio (cometas, asteroides...).

¿Cuándo se Originó la Vida?

Las rocas más antiguas datan de hace 3,5·10⁹ años.

• Contienen microfósiles de seres vivos.
• Se estima que las primeras formas de vida datan de hace 4,5-4·10⁹ años.

¿Cómo se Originó la Vida?

1) Fue necesario que los constituyentes básicos estuvieran disponibles:

• El carbono (C) procede del CO₂ emitido a la atmósfera primigenia por la actividad volcánica. Se transforma y acumula en la litosfera.

2) Fue necesario el medio adecuado para los procesos biológicos:

• El H₂O condensó a partir del vapor de las emisiones volcánicas.
• Además de esta hipótesis, hoy en día se baraja la posibilidad de que lo trajeran los asteroides.

Teoría Abiótica de Haldane y Oparin

• Escenario: Tierra caliente, atmósfera reductora que contiene dióxido de carbono, agua, metano y amoníaco.
• Medio: "Caldo primitivo". Los océanos primitivos son calientes y ricos en bioelementos primarios.
• Inicio del proceso:
  1. La energía desencadena reacciones químicas que habrían llevado a la formación de moléculas orgánicas sencillas. Las biomoléculas son polímeros: repetición de otras más sencillas (monómeros).
  2. Las moléculas sencillas habrían empezado a unirse (polimerización) formándose las primeras proteínas y ácidos nucleicos. El ARN (ácido nucleico) tiene funciones genéticas (almacén de información) y catalíticas (regula procesos bioquímicos).
  3. Un tipo de ARN habría adquirido la capacidad de dirigir la fabricación (síntesis) de proteínas. Cada célula está aislada del medio exterior por una doble capa de fosfolípidos (membrana celular).
  4. Habría aparecido una barrera de separación (coacervado) que aísla el ARN capaz de sintetizar proteínas. Las células almacenan su información genética en el ADN (ácido nucleico).
  5. Aparece la doble hélice del ADN, que es más estable y tiene mayor capacidad de almacenamiento; acaba sustituyendo al ARN.

Célula procariota ancestral común. De ella, por diferentes líneas evolutivas, surgen todos los seres vivos.