TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA

El siguiente paso en la evolución celular fue la aparición de las eucariontes hace unos 1,500 millones de años.
Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procarionte, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula en un momento dado, englobaría (fagocitosis) a otras células procarióticas más pequeñas que tuvieran estructuras primitivas para metabolizar el CO2 atmosférico; y otras capaces de absorber la luz solar e iniciar el proceso fotosintético estableciéndose de esta manera una relación endosimbiótica conocida con el nombre de urcariota.

La incorporación intracelular de estos primitivos procariontes a la primitiva célula urcariota, le proporcionaría dos características fundamentales de las que carecía:

· La capacidad de un metabolismo oxidativo, con lo cual la célula anaerobia pudo convertirse en aerobia.
· La posibilidad de realizar la fotosíntesis y por tanto ser un organismo autótrofo capaz de utilizar como fuente de carbono el CO2 para producir moléculas orgánicas.
Para comprender mejor esta teoría es pertinente definir el término simbiosis. Se trata de una asociación prolongada de individuos (coexistencia) de diferente clase en una unidad morfológica con ventajas mutuas y significativas. Por tanto, el término endosimbiosis se refiere a una relación simbiótica al interior de la célula, con algunas particularidades metabólicas que no se encontraban en los individuos separados y esta asociación se transmite de generación en generación.
Los fundamentos de la teoría endosimbiótica son:
1. Las mitocondrias y cloroplastos, organelos presentes en las células eucariontes, tienen dimensiones y morfología parecidas a la de las bacterias.
2. Estos organelos poseen ADN, ARNm, ribosomas, ARNt. componentes esenciales para su duplicación independiente del núcleo celular. La importancia de estas observaciones radica en sugerir que estos organelos fueron organismos unicelulares capaces de autoreplicarse y sintetizar la totalidad de sus proteínas por si mismos.
3. Poseen ADN circular al igual que las bacterias actuales.

TEORÍAS SOBRE EVOLUCIÓN CELULAR

Carl Woese en 1980 denominó protobionte o progenote al antepasado común de todos los organismos actuales (eubiontes) 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 procariontes: arqueas, urcariotas y bacterias
Durante un período de más de 2,000 millones de años, solamente existieron estas formas celulares, por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos los ambientes posibles y "ensayarían" todos los posibles mecanismos para realizar su metabolismo.
La evolución celular se produjo en estrecha relación con la evolución primitiva de la atmósfera y de los océanos terrestres. Así, la teoría más aceptada en la actualidad es que:

1. Las primeras células serían heterótrofas anaerobias, utilizarían como alimento las moléculas orgánicas presentes en el medio (sopa primigenia). Como estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una especie de “primera crisis ecológica” a nivel molecular, si no hubiera sido porque en algún momento de la evolución celular...
2. 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. Empezó una revolución del oxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para las que fue un veneno, otras se adaptarían a su presencia y ...
3. 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 procarionte y son de pequeño tamaño. A partir de ellas, se piensa que evolucionaron las células eucariontes.

Teoría Quimiosintética o Fisicoquímica

La teoría Quimiosintética o Fisicoquímica del origen de la vida, publicada por el bioquímico Alexander I. Oparin. (“El Origen de la Vida”, 1923), proponía que este problema debía ser explicado enteramente bajo las leyes de la física y la química, aplicadas a las condiciones que prevalecieron en la Tierra en sus tiempos primitivos. O dicho en otras palabras, que la vida podía provenir de substancias no vivas.

En su obra, Oparin propuso una evolución molecular que dio lugar a ciertos agregados moleculares complejos, que bautizó como coacervados, que aparecieron hace unos 3,800 millones de años intercambio materia y energía con su entorno. Estos coacervados serían una combinación de aminoácidos y azúcares que en los mares primitivos pudieron crecer en complejidad aún sin la presencia de membranas bien diferenciadas. Estos compuestos tenderían a formar moléculas mayores y más complejas, resultando más tarde en las primeras cosas vivientes.
La hipótesis básica de Oparin fue probada por el famoso experimento Urey-Miller de 1953, quienes produjeron aminoácidos a partir de una mezcla de compuestos químicos y condiciones físicas que ellos consideraron similares a las imperantes en la Tierra primitiva .

Teoría de la Panspermia

Al inicio del siglo XX el químico sueco Svante Arrhenius propuso la teoría de la Panspermia, en donde especies de “semillas” de vida eran rociadas de planeta en planeta, y de estrella en estrella, propulsada por presión de radiación. Esta hipótesis nunca fue realmente aceptada y fue prácticamente dejada en el olvido hacia los años 20. Mucho mayor impacto tuvo la teoría química del origen de la vida, que nació en la misma década. Hoy en día es ampliamente aceptado que todo comenzó con una larga evolución molecular en los mares y la atmósfera primitivos del planeta.

ORIGEN DE LA VIDA

La cuestión sobre el origen de la vida y por ende de los seres vivos es, de hecho, una de las más antiguas en filosofía. Ya el filosofo Demócrito escribió que todo lo que existe en el universo es el fruto del azar y la necesidad. En la época moderna a lo largo del siglo XX encontramos reflejadas ambas posturas, a menudo antagónicas. Por ejemplo, el astrónomo británico Harold Spencer consideraba que la vida necesariamente aparece dados los elementos que se requieren, y escribió en 1940 algo así como: “Parece razonable suponer que, siempre que en algún lugar del universo aparezcan las condiciones adecuadas, la vida inevitablemente aparecerá.” En el mismo lado del debate encontramos al químico Melvin Calvin, quien concluía que todo lo que se requiere para estimar la probabilidad de vida celular en el universo, es conocer el número de planetas con condiciones similares al nuestro.
Así, en los últimos 2,500 años hemos pasado por diferentes teorías e hipótesis que tratan de una u otra forma explicar sin necesidad de las divinidades de antiguos pueblos y culturas como se generó la vida que conocemos en nuestro planeta y quizá en otros planetas más.
Desde la antigüedad la creencia de la generación espontánea se tenía como aceptable, sosteniendo que la vida podía surgir del lodo, del agua, del mar o de las combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles propuso el origen espontáneo para gusanos, insectos, y peces a partir de sustancias como el rocío, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el resultado de la interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenía. A esta fuerza la llamó entelequia.

Hasta la mitad del siglo XVII, la mayor parte de la gente aceptó la hipótesis de la generación espontánea.

Francisco Redi (1626-1697), un médico y científico italiano, no estaba convencido de que las moscas salían de la carne podrida. Redi observó que las moscas se posaban en la carne podrida. También observó que en la carne aparecían pequeños organismos blancos parecidos a gusanos. Estos gusanos se comían la carne podrida. Eventualmente, los gusanos dejaban de moverse y se convertían en pequeñas estructuras ovaladas. Redi colocó algunas de estas estructuras en frascos de cristal y los cubrió. Después, notó que de estas estructuras salían las moscas. Estas moscas se parecían a las moscas que había observado antes en la carne podrida. Redi formuló la hipótesis de que las moscas que se habían desarrollado de los gusanos eran la progenie de las moscas originales.
Redi diseñó un experimento para determinar si se desarrollaban gusanos en caso de que no se dejara a ninguna mosca entrar en contacto con la carne. Puso carne en ocho frascos. Cuatro de ellos permanecieron abiertos. Selló los otros cuatro frascos. En los frascos abiertos, observó que había moscas continuamente. Después de un corto período de tiempo, había gusanos solo en los frascos abiertos. Redi llegó a la conclusión de que los gusanos aparecían en la carne descompuesta solo si las moscas habían puesto antes sus huevos en la carne.
Los experimentos de Redi presentaron evidencia en contra de la hipótesis de la generación espontánea. Sus opositores alegaron que no se había permitido que el aire entrara a los frascos sellados. Ellos decían que la falta de aire evitaba que hubiera generación espontánea. Redi rediseñó su experimento y usó cubiertas. Estas cubiertas permitían que entrara el aire, pero dejaban fuera las moscas. No aparecieron gusanos en los frascos cubiertos de esta manera.
En 1745, John T. Needham, religioso jesuita y naturalista inglés, sostenía que había una “fuerza vital” que originaba la vida (Generación Espontánea) la cual argumentó con elegantes experimentos de índole científica; idea que fue apoyada por varios naturalistas que encontraron una fuerte oposición con el surgimiento de la teoría de la Biogénesis (la vida surge de la vida misma).
Lazzaro Spallanzani (1729-1799), naturalista e investigador italiano repitió los experimentos de Needham. Spallanzani tuvo particular cuidado al hervir las mezclas y al llenar los frascos. Usó corchos para tapar la mitad de los frascos. Selló herméticamente la otra mitad de los frascos. Spallanzani observó que los seres vivientes aparecieron solamente en los frascos tapados con corcho. Presentó este experimento como evidencia de que no hay generación espontánea. Pero los abiogenistas, proponentes de la generación espontánea, señalaron que se había excluido el aire de los frascos sellados. Sostenían que el aire era esencial para que hubiera generación espontánea. Los biogenistas, sin embargo, creían que el aire era la fuente de la contaminación y había que excluirlo.
En 1860, la polémica entre abiogenistas y sus contradictores se había hecho tan intensa que la Academia de Ciencias Francesa ofreció un premio a quien pudiera resolver la controversia.

Louis Pasteur (1822-1895), un microbiólogo y químico francés lo ganó con una serie de experimentos tan bien diseñados que no permitían dudar de que la vida no surgiera de la nada. Pasteur utilizó recipientes con cuellos largos y curvos, en los que colocó un caldo que había hervido durante algunos minutos. Al retirarlo del fuego, el aire entraba por el cuello, pero los microbios quedaban atrapados en él, lo que impedía que contaminaran el líquido y permitía conservarlo estéril indefinidamente. Sólo cuando se rompía el cuello, aparecían organismos en el caldo. Con esto, Pasteur derribó definitivamente la teoría de la generación espontánea, pues demostró que los organismos sólo aparecían cuando había aire contaminado.
Los experimentos de Redi confirmaron la hipótesis de la biogénesis, los cuales se enfrentaron en distintos momentos y con distintos experimentos para apoyar cada una de sus posturas hasta que finalmente con la precisión científica que caracterizó los experimentos de Louis Pasteur logró definitivamente dejar de lado la idea de que la vida pudiera surgir por “generación espontánea”.

¿QUÉ ES LA EVOLUCIÓN BIOLÓGICA?

En el sentido más amplio, la evolución es meramente una serie de cambios que se presentan a lo largo de la línea del tiempo. Y este proceso involucra prácticamente a todo cuanto existe y es objeto de estudio por parte de la ciencia desde el momento en que estudia y analiza la evolución del mismo Universo. Desde esta perspectiva, todo lo que existe en el universo es objeto de su propio proceso evolutivo. Así entonces, la evolución biológica es un cambio en las propiedades de las poblaciones de organismos que va más allá de la vida individual de cada ser. Los cambios considerados como evolutivos son aquellos que pueden heredarse a través del material genético, de una generación a la siguiente. La evolución biológica puede ser imperceptible o trascendente; desde cambios sutiles en la proporción de diferentes alelos dentro de una población (tal como los que determina el grupo sanguíneo) hasta las alteraciones sucesivas que marcan el desarrollo desde el organismo más primitivo hasta los seres vivos más complejos.
La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones al medio ambiente; ni las relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies.
La historia de la vida es una historia de extinciones y muerte, con unos pocos supervivientes. El 99.9 % de las especies que han existido alguna vez sobre este planeta están hoy extintas.
La evolución es un concepto asombroso e importante, más crucial actualmente para el bienestar humano, para la ciencia y para nuestra comprensión del mundo que nunca antes. Es también profundamente convincente. Las pruebas que la sustentan son abundantes, crecientes, sólidamente conectadas y fácilmente disponibles en museos, libros y revistas populares y de texto, y en un cúmulo de estudios científicos evaluados por expertos de todo el mundo. Nadie tiene por qué aceptar al proceso evolutivo como una cuestión tan solo de pura fe.

Páginas Web. Evolución

Proyecto Biósfera.
http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/

ActionBioscience.org. (2004) La Selección Natural: Cómo Funciona la Evolución. Una entrevista con Douglas Futuyma en ActionBioscience.org.
http://www.actionbioscience.org/esp/evolution/futuyma.html

Eldredge, N. (2000) Las Especies, la Especiación y el Medio Ambiente en ActionBioscience.org
http://www.actionbioscience.org/esp/evolution/eldredge.html

Evolutionibus (2004) El neodarwinismo y la Teoría Sintética
http://www.terra.es/personal/cxc_9747/neodarwinismo.html

Major, T. (2005) Creación vs Evolución: Darwin y la Evolución en ApologeticsPress.org http://www.apologeticspress.org/espanol/articulos/405

Ingman, M. (2001) El ADN Mitocondrial Esclarece la Evolución Humana en ActionBioscience.org
http://www.actionbioscience.org/esp/evolution/ingman.html