TEMA 14: Teorias sobre el origen de la vida (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Biologia
Año del apunte 2017
Páginas 3
Fecha de subida 15/06/2017
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Aloma Riera Rodríguez Biología TEMA 14: TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA. DOMINIOS Y REINOS. HIPÓTESIS DE ORIGEN.
TEORIA SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA La teoría para explicar el origen de la vida se basa en la hipótesis química expuesta por Oparin y Haldane en 1924, quienes propusieron que las primeras moléculas orgánicas útiles para la vida se crearon en la superficie de la Tierra a partir de compuestos de carbono y nitrógeno relativamente simples. Estos compuestos adquirieron cada vez mayor complejidad y evolucionaron para dar origen a los primeros organismos unicelulares, en los mares primitivos de la Tierra.
TEORIA QUIMIOSINTÉTICA Cuando la Tierra se formó, era una bola incandescente. Los distintos elementos se colocaron según su densidad. Los más densos se hundieron y formaron el núcleo, y los más ligeros salieron hacia el exterior formando la protoatmósfera, con gases como metano, amoníaco y vapor de agua.
Estos gases empezaron a reaccionar entre sí dando lugar a moléculas cada vez más complejas, la Tierra empezó a enfriarse, y comenzó a llover. Las lluvias arrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que se iban formando, que estaban muy calientes y el calor hizo que apareciean nuevas moléculas cada vez más complejas; Oparin llamó a estos mares “CALDO NUTRITIVO” o “SOPA PRIMORDIAL”. Algunas de esas moléculas se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeñas esferas llamadas COACERVADOS, que todavía no eran células, eran acumulaciones de gotas en el caldo primitivo que podía metabolizar.
Este proceso continuó hasta que apareció una molécula que fue capaz de dejar copias de sí misma. Estos coacervados empezaron a mantenerse en el medio, aislándose para no reaccionar con otras moléculas, y finalmente empezarían a intercambiar materia y energía con el medio, dando lugar a primitivas células.
PANSPERMIA Una variante de la teoría Quimiosintética es la teoría del origen extraterrestre de la vida. La panspermia asume los principios de la teoría de Oparin pero propone que el ácido nucleico primitivo capaz de autocopiarse, se originó en alguna nebulosa y llegó a la Tierra en algún meteorito, integrándose en el proceso de evolución química que ya se daba en la Tierra.
RESUMEN Desde la época de Aristóteles los organismos vivos se reunían en solo dos reinos: Animalia y Plantae.
Dada la ambigüedad de algunos organismos unicelulares, Haeckel creó el tercer reino Protista, para incluir aquellos organismos unicelulares con aspectos intermedios entre plantas y animales.
El cuarto reino establecido fue el Monera, que abarca bacterias y algas verde-azuladas, la característica principal de este reino es la presencia de células procariotas, sin núcleo celular definido ni orgánulos. Los organismos de los reinos Animalia, Plantae y Protistas están formados por células eucariotas, es decir con núcleo rodeado por membranas y orgánulos celulares.
Whittaker en 1959 separó a todos los hongos de las plantas en el quinto reino: Fungi, por poseer células eucarióticas, tener núcleos y paredes celulares pero carecer de pigmentos fotosintéticos.
En 1978 Whittaker y Margulis conservaron estos mismos 5 reinos pero incluyeron a las algas en los Protistas, denominándolo Protoctista.
Los Protoctistas son organismos con organización celular eucariótica, unicelulares, coloniales o pluricelulares simples formados por agrupaciones laxas de células que no forman auténticos tejidos y que no se desarrollan a partir de un embrión.
Los Animalia son organismos multicelulares, eucariontes, diploides y heterotróficos que se desarrollan a partir de un embrión esférico, primero sólido y más tarde hueco, llamado blástula, derivado de anisogametos.
En 1990 Woese y colaboradores propusieron una categoría superior a reino, Dominio, reconociendo tres linajes evolutivos: Archaea, Bacteria y Eukarya. Las características para separar estos dominios son el tipo de célula, compuestos que forman la membrana y estructura del ARN.
La clasificación que mayor difusión ha alcanzado hasta estos momentos es la de 6 reinos y 3 dominios.
Moneras, Protoctistas, Hongos, Plantas y Animales (de Whittaker y Margulis, que se basan en la organización celular, complejidad estructural y modo de nutrición), junto a la consideración de tres Dominios: Archaea, Bacteria y Eukarya (de Woese y colaboradores), incorporando el 6º reino, Arqueobacterias.
ORIGEN DE LOS EUCARIOTAS En 1981, Lynn Margulis propuso la teoría endosimbiótica, que plantea que las mitocondrias, los cloroplastos y tal vez los centríolos y flagelos proceden de vínculos simbióticos entre dos procariontes.
Modelo autógeno → los eucariotas surgieron de los procariotas por proliferación de membranas internas para formar compartimentos celulares; dichas membranas derivarían de la membrana plasmática procariótica HIPÓTESIS DE ORIGEN DE LOS METAZOOS Agregados de células procariontes (Petalo-organismos).
“Ameboide-aceloide” → protozoos similares a las amebas (Rhizopoda), origen de los platelmintos.
Teoría simbiótica → unión de diferentes protistas unicelulares de diversas especies que establecen relaciones de simbiosis.
HIPÓTESIS SINCITIAL O DE COMPARTIMENTACIÓN La hipótesis sincitial (HAZDI, 1953; HANSON, 1958, 1977), propugna que, a partir de un protozoo ciliado multinucleado, se alcanzaría la condición de sincitio por especialización nuclear y posterior adquisición de membranas en torno a los núcleos.
Los animales multicelulares derivaron de un grupo primitivo de ciliados multinucleados, dando un metazoo con estructura sincitial que posteriormente se tabicó u organizó en celdas por la adquisición de membranas celulares, produciendo así una compartimentación típica, con simetría bilateral similar a los platelmintos.
Así pues, el grupo animal a partir del cual derivaría el resto de los metazoos sería el de los platelmintos, cuyo tegumento sincitial y ciliado recordaría su origen.
El antecesor común de los metazoos adquirió núcleos múltiples dentro de una única membrana celular y luego se compartimentó y consiguió la condición pluricelular. Está aceptado que la forma corporal del antecesor se parecía a la de los modernos ciliados y por ello tendían a una simetría bilateral. Por lo tanto, los primeros metazoos podrían haber sido bilaterales y similares a algunos platelmintos actuales. Existen varias objeciones a esta hipótesis. En ella se ignora la embriogenia de los platelmintos, en la que no existe nada semejante al proceso de la celularización; no explica la presencia de espermatozoides flagelados en los metazoos y, tal vez lo más importante, deduce que la simetría radiada de los cnidarios ha derivado de una simetría bilateral primaria, de lo cual no hay evidencias HIPÓTESIS COLONIAL O DE AGREGACIÓN Es la hipótesis mayoritariamente mejor considerada, formulada inicialmente por HAECKEL (1874). Según ella los animales derivarían de un protozoo flagelado que formaría colonias huecas con una cierta especialización funcional. Estas colonias huecas, marinas y pelágicas podrían: HAECKEL (1874) → Invaginar y devenir en bentónicas.
NIELSEN & NORREVANG (1985) → Dar lugar a una trocófora pelágica conocida como Trochaea.
METSCHNIKOFF (1887) → transformarse en una estructura maciza por migración de algunas de sus células hacia el interior, conocida como “ancestro planuloide” por similitud con la larva plánula de los actuales cnidarios.
Los metazoos derivaron de un antecesor organizado como una colonia de células flageladas esférica y hueca.
Las células individuales dentro de la colonia se fueron diferenciando hacia papeles funcionales específicos (células reproductoras, nerviosas, somáticas, ...); de este modo se subordina la independencia celular a la prosperidad de la colonia en su conjunto. La forma de la colonia ancestral era al principio de simetría radiada, tal vez similar a las larvas plánulas de vida libre nadadoras de los cnidarios.
Esta larva es de simetría radiada y no posee boca. Los cnidarios pues, con su simetría radiada pudieron haber surgido a partir de esta forma. La simetría bilateral podría haber evolucionado más tarde, cuando algunos de estos antecesores, semejantes a una plánula, se adaptasen al movimiento de reptación por el fondo de los océanos. Se podrían haber diferenciado las superficies dorsal y ventral, podría haber aparecido una boca ventral y se habría iniciado un camino hacia la cefalización (una concentración de neuronas y de estructuras sensoriales en el extremo anterior). Estas adaptaciones para la locomoción por deslizamiento habrían llevado hacia una simetría bilateral semejante a la de los platelmintos.
POLIFILETISMO (GREENBERG, 1959) → hipótesis contemporizadora entre las dos anteriores (los datos disponibles coinciden en un origen monofilético casi innegable).
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