lunes, 11 de marzo de 2019

Grandes pasos adelante en la evolución


 

Ni demasiado lejos ni demasiado cerca del Sol y con protección anti radiación cósmica

La vida en el planeta Tierra depende de su núcleo de hierro y niquel capaz de rotar y crear un campo magnético que protege a la Tierra de la radiación cósmica. La corteza de la Tierra flota sobre ese mar de magma, residual del periodo de formación de la Tierra y mantenido por la fricción del núcleo rotatorio de niquel-hierro. Este mar de magma permite que los continentes deriven con el paso de las eras geológicas desde una Pangea ancestral al estado actual. Mapa interactivo de Pangea. 

Los ladrillos de la vida aparecen espontaneamente en la Tierra

Hace 4500 millones de años se forma la Tierra y aparecen las primeras moléculas orgánicas. Muchas de estas moléculas pueden formar polímeros. Como el ARN.
 
En un principio fue el verbo: los ribozimas

Existen moléculas de ARN capaces de actividad enzimática, los ribozimas. Moléculas de ARN con capacidad enzimática que con el paso del tiempo son incluso capaces de hacer copias de si mismas. Si existe replicación y descendencia y por mutación esta descendencia produce copias no exactamente iguales.... ya tenemos evolución. Para que las ventajas de la evolución se ejerzan sobre una población cada protoespecide de ribozimas debe diferenciarse espacial y temporalmente. Para eso están las capas de las arcillas que permiten que las ventajas evolutivas se diferencien en esas protocélulas que son las capas con agua y ribozimas de las arcillas.

Y el verbo se hizo carne y se traduce a proteínas 

Son los protovirus que viven entre las capas de las arcillas. Estos protovirus llegan a traducir su secuencia de ARN a una secuencia de aminoácidos mucho más rica químicamente. La manera de traducir su código de ARN a un código de aminoácidos es gracias a una máquina molecular llamada ribosoma.

Se ha descubierto recientemente en Brasil unos virus que conservan parte de un ribosoma ancestral. Los protovirus ancestrales constaban de ARN y una cápside proteica que los protegía. Cuando se replicaban, es decir, hacían copias de si mismos, la cápside se desarmaba y el ARN hacía copias de si mismo mediante la ARN polimerasa. Esto sucedía en la sopa biológica ancestral.

 En la base de la vida tenemos los virus ARN y ADN y posteriomente arqueo y eubacterias

Cuando apareció la primera célula, las arqueobacterias, con una membrana lipídica que les permitía duplicar su material genético dentro de una barrera, su membrana, todo cambió. Las bacterias primitivas comenzaron a crecer masivamente. La mayoría de las sustancias orgánicas que conformaban la sopa biológica pasaron al interior del citoplasma de las nuevas entidades biológicas.
Los protovirus estaban quedando sin su hábitat natural ¿A dónde se iban los nutrientes? bien, los nutrientes estaban siendo secuestrados en el interior de las arqueobacterias, así que los virus que fueron capaces de entrar en el interior de las arqueobacterias se encontraron con la sopa biológica que se les estaba robando. Y comenzaron a entrar y salir de las arqueobacterias. Entraban para poder dividirse en la sopa biológia del citoplasma bacteriano, salían para buscar nuevas arqueobacterias.

Imaginemos dos protovirus A y B. Iguales, ambos con 40.000 bases nitrogenadas de ARN. Imaginemos que esos protovirus tienen ARN polimerasas capaces de copiar 1000 bases. Cuando se replican tardan 40 minutos en hacer una copia de si mismo. Imaginemos ahora que el protovirus B pierde por mutación toooodos los genes necesarios para construir su propio ribosoma, es decir, 10.000 bases. ¿Desaparecería este protovirus B? no porque podría usar los ribosomas de la arqueobacteria. Pero ¿Qué le pasaría a los dos virus? pues que con el paso del tiempo los virus B serían muchíiiiisimo más numerosos que los A ¿Por qué? porque tardarían sólo 30 minutos en replicarse. Al cabo de un año el número de copias de B serían muchísimo más numerosas. Por esta razón la mayoría de los virus actuales, excepto los tupanvirus, carecen de ribosomas y son parásitos celulares obligados.

PROBLEMA: ¿Cuánta descendencia tendrá el protovirus A y el B al cabo de un día?
Solución: Un día tiene 1440 minutos. Por lo tanto A se divide 1440/40 = 36 y B 1440/30 = 48. Si A se divide binariamente al cabo de un día tendremos 2 exp 36 = 68719476736 y B 2 exp 48 = 2,814749767×10¹⁴. En un día tendremos 4096 veces más virus B que A. Imagínate durante siglos.

Primer nivel: aparecen las cianobacterias y el mundo se divide en aerobio y en anaerobio

Para saber más puedes clicar aquí
Puedes clicar aquí para saber más sobre cómo ha afectado el oxígeno producido por las cianobacterias.

Segundo nivel: aparece la célula eucariota

La aparición de la célula eucariótica aparece por la simbiosis de eubacterias y arqueobacterias como explica la teoría endosimbiótica.
Tercer nivel: aparecen los seres pluricelulares

Los primeros organismos pluricelulares con células eucariotas surgieron al comenzar a colaborar unas células poseedoras de núcleo con otras. Estas células se asociaban y especializaban, para "crear" seres vivos cada vez más complejos e independientes. Estos organismos eran muy simples, pero si las células no hubieran dado ese gran paso, las cosas serían muy diferentes de cómo las conocemos hoy en día. La aparición de la pluricelularidad trajo grandes beneficios, entre ellos, la diferenciación celular, que en la historia evolutiva posibilitó la aparición de tejidos, órganos y sistemas. Otra de las grandes ventajas de la pluricelularidad fue la aparición de organismos de mayor tamaño, con diversidad de formas. Existen varias hipótesis sobre el origen de la pluricelularidad, entre ellas:

La hipótesis colonial: Sostiene que los organismos pluricelulares surgieron a partir de colonias de protistas flagelados, con células vegetativas y reproductoras. La especialización celular se volvió irreversible y originó colonias de células que ya no podían vivir separadas del conjunto.

La hipótesis plasmodial: Ubica el origen de la pluricelularidad en unos hongos denominados mucilaginosos que presentan una sola célula grande y plurinucleada. En este caso, un organismo plasmodial habría dividido su contenido alrededor de cada núcleo y así habría formado compartimentos celulares distintos unidos en un mismo cuerpo.

La hipótesis de la fagotrofía: Basada en el mecanismo de nutrición heterótrofa en el cual los seres vivos unicelulares ingieren por endocitosis su alimento; organismos unicelulares o partes de estos. Los primeros organismos unicelulares eran osmótrofos, se alimentaban a partir de nutrientes disueltos en el agua que incorporaban a través de la membrana celular. Su colonización condujo a la escasez de nutrientes y así aparecieron los organismos fagótrofos, que capturaban otros organismos para alimentarse. Como respuesta adaptativa, los organismos osmótrofos se asociaron y formaron colonias, para de esta manera evitar ser ingeridos por los fagótrofos. Estas colonias habrían formado los organismos pluricelulares.

El hombre aparece muy recientemente en la historia de la vida. Si comparamos la altura de la Torre Eiffel con la aparición del hombre en la historia de la vida sería el equivalente de la capa de pintura que hay sobre la bola que corona el mastil de la bandera francesa que hay arriba de todo en la torre.

Y por último, la evolución orgánica, esto es, basada en esos elementos químicos hace 4500 millones de años, comenzará a interactuar con otro tipo de vida que tendrá su soporte en los ceros y unos del código binario. Stay tuned

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