Orígenes. La vida. Capítulo 10. Origen y evolución de los Eucariotas

Lo primero alguna que otra reflexión personal.

Desde mi punto de vista el libro está siendo muy enriquecedor pero, sinceramente, si no llega a ser por vosotros creo que lo habría abandonado hace tiempo (lo habría dejado para cuando tuviera más horas libres y al final no lo habría leído).

@molinos1282 lo explica muy claro en muchos de sus posts: ¡existen tallas y opino que esto es divulgación XXL!

@AlbertoFdezSoto y @brionesci (los autores de la 1º y 2º parte respectivamente) nos han dicho en los comentarios que han hecho en el blog:

· "La idea fue desde el principio que iba a ser un libro de divulgación, pero entendiendo que iba a implicar un esfuerzo del lector. Teníamos que intentar explicarle las cosas con la mayor claridad posible, pero no huir de hacerle trabajar".

· "En cuanto al nivel general del texto, hemos intentado llegar tanto a buenos lectores aficionados a la ciencia pero sin formación científica previa… como a investigadores y profesores universitarios expertos en cada uno de los temas".

Por mi parte decir que creo que lo están logrando, y no lo digo por los diversos "triunfos" que está cosechando el libro, sino porque con algo de trabajo yo estoy llegando a comprender muchas cosas.

Por otro lado decir que, en la primera parte me sorprendió que se liquidaran tan rápidamente el origen del Sistema Solar, y ahora observo que en esta segunda parte se liquidan rápidamente la evolución de las eucariotas... ¡Pero me está gustando la idea y creo que es lo correcto! Me explico.

Como de lo que siempre se habla, de lo que es más conocido, de lo que hay mucho escrito... es de esas partes, lo lógico y lo normal es que un libro que se llame orígenes vaya a lo desconocido, a lo que se está investigando, a lo que solo algunos conocen porque hay poco escrito...

¡Me ha gustado el enfoque, estoy deseando saber de que se hablará en #Orígenes/Humanos (y también deseando saber cómo lo hará)!

 Lo segundo una invitación

Veamos.

Creo que, aunque se pierda algo de perspectiva, el libro se puede leer por partes: las tres partes creo que son claramente diferentes.

Aunque lo aconsejable sea leerlas por orden, desde mi punto de vista, si alguien se está quedando con ganas de engancharse a la lectura conjunta que estamos haciendo de #Orígenes en #TertuliasCiencia, ESTE ES EL MOMENTO.

Empezamos la semana que viene. El primer resumen lo hará @ConxiSole y el segundo @jlmgarvayo, también resumirá otro capítulo @SimonPerera...

Como puedes ver nosotros seguimos ¿comentas con nosotros? A nosotros nos gustaría que te sumaras porque tus comentarios nos enriquecerían a todos. Pero en este proyecto estamos para disfrutar, así que, te unas o no, siempre eres bien recibido.

Por cierto, si quieres resumir algún capítulo, ponte en contacto con nosotros y te explicaremos como estamos organizados. Puedes pasarte por la página #Orígenes de este blog y ver los resúmenes que están "pillados".

 Y ahora el resumen "Origen y evolución de los eucariotas"

En el libro hemos visto que nuestra vida empezó con la química prebiótica (y seguramente en el espacio).

A lo largo de los capítulos hemos visto que desde que el sistema Tierra-Luna se formó (hace aproximadamente 4570 Ma) todo ha ido cambiando. Aunque hubiera aparecido vida antes (sea lo que sea eso), se cree que hasta que pasó el último gran bombardeo de meteoritos y cometas (hace aproximadamente 3850 Ma) nuestra "estirpe" no pudo surgir.

El autor nos ha dicho que hay cierto consenso de que hace aproximadamente 3500 Ma ya existía la primera célula (o comunidad de especies que intercambiaban genes), LUCA. Se cree que antes de ella existió, no solo la química prebiótica, sino que también un mundo de ARN, de virus y de proto-células.

Para mí, uno de los grandes descubrimientos de esos capítulos ha sido la transferencia horizontal de genes, me ha encantado la imagen visual de "el arbusto de la vida".

Y LUCA evolucionó y dio tres grandes ramas. La gran mayoría de los investigadores creen que primero se separó la rama Bacteria de la rama Arquea-Eucariota y que esa primera separación ocurrió relativamente pronto.

Inicialmente, tanto las Bacterias como las Arqueas, vivieron, sin núcleo (procariotas), intercambiando genes y en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno), pero hace 2700 Ma aparecieron "las fabricantes de oxígeno" (seguramente cianobacterias), siendo el oxígeno un desecho para ellas y tóxico para el resto. Como el planeta estaba sin oxidar el oxígeno que se expulsaba poco a poco fue oxidando  la Tierra y, mientras, la evolución fue "adaptando" a nuevas Bacterias y Arqueas. Alrededor de hace 1600 Ma la concentración de oxígeno fue "alta, tolerada e incluso útil" (vamos, como ahora, aunque en esas fechas era de alrededor del 15%). La capa de ozono no se formó hasta hace aproximadamente 1000 Ma (cuando hubo el suficiente exceso de oxígeno en la atmósfera)

 

Pues, antes de que existiera la capa de ozono, arranca el origen y evolución de los eucariotas (arranca aquí nuestro último resumen de esta parte).

Probablemente, hace aproximadamente 2000 Ma surgió la primera célula eucariota, LECA (el análisis de las secuencias génicas de todas las eucariotas comparadas así lo indica).

Además de posiblemente flagelos, tenía características morfológicas únicas: núcleo y citoesqueleto (que le permitía emitir pseudópodos y fagocitar).

Esa primera eucariota también tenía ya mitocondrias (al contrario de lo que antes se creía porque algunos protistas no las tienen, ahora se piensa que es que las han perdido).

Su metabolismo era heterotrófico y su reproducción mucho más compleja que la de las procariotas.

Pero, ¿cómo surgió LECA? Actualmente hay dos modelos.

El primero (el que parece menos probable) asume que una arquea ancestral evolucionó generando el núcleo y el citoesqueleto. Que aceptó muchos genes arqueos y algunos bacterianos por transferencia horizontal.

El segundo postula que una bacteria fagocitó a una arquea que con la evolución se convirtió en el núcleo. Este modelo tiene la ventaja de que explica mejor la existencia de la doble membrana en el núcleo (cosa típica de la endosimbiosis, uno del "fagocitado" y otro del que "fagocita") y que los fosofolípidos de la membrana celular eucariota son más parecidos a los bacterianos.

Ambos modelos asumen que finalmente se fagocitó una bacteria que se convertiría mediante endosimbiosis en la mitocondria (lo mismo ocurriría después con el cloroplasto en cierta rama de las eucariotas cuando se fagocitó una cianobacteria). La hipótesis de la fagocitación se asienta en las bases de la existencia de la doble membrana y de la existencia de genoma propio dentro de estos orgánulos. La frase "La primera fusión celular, precursora de la fecundación, podría haber sido consecuencia del canibalismo: un microorganismo que se comió a otro sin digerirlo" me ha gustado.

Y llegó la pluricelularidad (y no lo hizo una sola vez, surgió en distintos linajes de organismos unicelulares eucariotas)

Al estar las células físicamente conectadas y ser interdependientes se inició una especialización que finalmente generó tejidos que debieron de ser regulados y coordinados.

Además, más adelante surgió la reproducción sexual donde unas células son reproductivas y otras no, incluso apareciendo la recombinación de fragmentos génicos que generó mayor diversidad. Pero el texto añade que en los de reproducción sexual ha ocurrido algo que a mí me ha llamado mucho la atención LA APARICIÓN DE LA MUERTE. Me ha sorprendido la idea, me ha chocado que como máximo solo el 15% de la biodiversidad actual esté abocada a la muerte.

Retomemos nuestro camino. Hace más de 900 Ma se separaron hongos y animales. Hace más de 750 Ma un ancestro común de animales ya había perdido la pared celular y, pese a ser unicelular, tenía genes relacionados con la pluricelularidad (diferenciación celular, adhesión y comunicación). Estas fechas y datos se obtienen por filogenia molecular.

El camino para los animales estaba preparado. Fueron razones genéticas, ambientales y ecológicas las que fueron dando las distintas "ramas" de seres pluricelulares de la "rama" animal (actualmente se conocen más de 34 phyla animales).

Las esponjas, ya con registros fósiles, datan de hace unos 750 Ma. A partir de ahora ya se tienen registros fósiles que corroboran lo que dice la filogenia molecular (aunque es a partir de la explosión cámbrica cuando la abundancia de fósiles permitirá mayor precisión en las afirmaciones)

Hasta hace 550 Ma la fauna ediacara (caracterizada por cuerpos blandos, algunos de ellos con órganos sensoriales, que vivían en fondos marinos y aparentemente sin depredación entre ellos) se cree que era la única existente. Pero desaparecieron muchísimos, por razones que no se conocen exactamente, coincidentes con épocas de glaciaciones.

Y llegó la denominada explosión cámbrica (hace entre 540 y 530 Ma)

Aparecieron las partes duras (exoesqueletos, conchas u otras). Aparecieron los trilobites.
En esa "explosión" surgieron los artrópodos y de ellos hace más de 400 Ma los insectos que colonizaron el medio terrestre hace unos 300 Ma (encontrándose allí con las plantas, como más abajo se indica). Los insectos son la clase más exitosa y variada de todo el reino animal.
Pero también surgieron en esa "explosión" los cordados, unos animales con espina dorsal longitudinal y esqueleto cartilaginoso (por ejemplo Pikaia). Y de ellos surgieron los peces hace ya unos 500 Ma (el primero del que se tienen constancia es Astraspis). Posteriormente la evolución mineralizó esos esqueletos cartilaginosos y los transformó en huesos.

Por otro lado las plantas habían evolucionado. Y fueron ellas las primeras que abandonaron los océanos hace unos 450 Ma cambiando la orografía terrestre y la química de la atmósfera. Al principio fueron Gimnospermas pero hace unos 100 Ma aparecieron las Angiospermas (flores que producen frutos con semillas). Decir también que los hogos colonizaron tierra firme después que las plantas, algo obvio cuando pensamos que son organismos heterótrofos.

Y un pez soñó.

El esqueleto óseo permitió que unos peces se aventurarán a salir del agua (los huesos les permitían soportar el peso del propio organismo fuera del agua). Hace unos 370 Ma evolucionaron y surgieron los anfibios. En los peces había surgido como medio de reproducción los huevos, pero maduraban fuera, en el medio acuático. Poco a poco en los anfibios la evolución fue alterando esto y al final el huevo se desarrolló completamente en el interior de la hembra. Además la evolución también eliminó las aletas de los peces en los anfibios transformándolas en cuatro extremidades.

Hace unos 310 Ma, cuando ya existía el súper-continente Pangea, surgieron los reptiles como evolución de los anfibios. Y de estos hace unos 230 Ma los dinosaurios, que dominaron tierra, mar y hasta el aire; pero hace unos 65'5 Ma desaparecieron por el impacto de un inmenso meteorito (esa es la causa más probable según los expertos).

De una rama de los dinosaurios (no de la voladora sino de unos que andaban a dos patas y que habían desarrollado plumas) surgieron las aves hace unos 150 Ma.

Pero los mamíferos surgieron por evolución de los reptiles hace unos 220 Ma. Eran pequeños, convivieron con los dinosaurios y cuando estos se extinguieron llego su momento. Aunque al principio fueron ovíparos el huevo interno acabó transformándose en placenta y también surgieron todas las modificaciones evolutivas que ahora observamos en ellos.

Y el último párrafo de esta parte me ha gustado mucho, pero al final me defraudo un poco porque yo esperaba encontrar alguna palabra más. Así que copio aquí la parte y añado en negrita lo que yo hubiera escrito:

"Entre los múltiples descendientes de ese pez ancestral que conquistó tierra firme, entre los hijos de Astraspis y Pikaia, de LECA y de LUCA, de las proto-células que comenzaron a reproducirse, de los primeros polímeros y monómeros biológicos, de las moléculas orgánicas más sencillas y de los gases de nuestra atmósfera primitiva... entre los herederos de esa trayectoria evolutiva que hunde sus raíces en los orígenes químicos de los seres vivos, hace aproximadamente 70 Ma comenzaron a saltar sobre una de las múltiples ramas del árbol de la vida unos pequeños mamíferos: los primates... de los que finalmente has surgido tú"

 Y a debate yo solo traigo una cuestión: LA MUERTE.

Si lo pienso quizás sea obvio que, aquellas especies en las que desaparecen organismos de su misma especie son más adaptativas (pues se eliminan competidores). Que eso al final generara etapas en el ciclo vital y que finalmente apareciera la muerte como algo insalvable para esa especie quizás lo pueda aceptar. Pero, ¿lo mismo no es por eso? Se me ha quedado muy poco claro ese tema, quiero saber más de la muerte. Quiero saber lo que pensáis vosotros de la aparición de la muerte, quiero saber si sabéis algo más sobre este asunto.
Obviamente, si vosotros queréis sacar otro tema a debate no os cortéis. Había muchas otras posibilidades (por ejemplo, me han surgido dudas sobre paredes celulares y citoesqueletos ¿se desarrolló un citoesqueleto existiendo paredes celulares? ¿fagocitaban teniendo paredes celulares?...) pero al final he preferido dejar solo "la muerte". Pero tú no lo dudes ¡añade más!

 

Nota final: por supuesto si veis algún error comunicármelo. Es complejo esto de resumir sin ser un experto. He podido malinterpretar, obviar y hasta incluso añadir cosas de manera errónea.

 

Saludos, y os animo a que participéis a partir de la semana que viene en #Orígenes/Humanos