Origen de la Vida

Blacksmoker in Atlantic Ocean

Biología celular II: Estuctura, desarrollo y reproducción celular

La célula es la unidad básica de la vida, entendiendo por vida la capacidad que poseen determinados seres de crecer y producir por sus propios medios nuevos seres semejantes a sí mismos.

Cada célula crece y se reproduce individualmente.

La teoría de la evolución por selección natural postula que todas las células proceden de un antecesor común.

Según esta teoría, la existencia de variedades celulares es fruto de dos procesos:

1) la variación al azar que sufren los elementos heredables de las células;
2) la selección natural que determina que sólo algunas de las células logren reproducirse.

Selección natural: "proceso que produce cambios evolutivos debido a que los individuos difieren en su aptitud biológica como consecuencia de diferencias genéticas"

Fluorescent Cells

Citoesqueleto eucariota: microfilamentos en rojo,
microtúbulos en verde y núcleo en azul

1. Descripción estructural de las células eucariotas

En la naturaleza existen dos tipos de células: eucariotas o de núcleo diferenciado (plantas, hongos y animales), y las procariotas (bacterias) que no cuentan con una estructura nuclear diferenciada del citoplasma.

Las células eucariotas poseen orgánulos dispersos por el citoplasma y separados de él por membranas:
núcleo, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, y mitocondrias. 
El mantenimiento de la estructura celular se logra gracias a la existencia del llamado citoesqueleto.

Núcleo: "orgánulo delimitado por una doble membrana propio de la célula eucariota"

Es el orgánulo más grande, contiene el genoma en forma de cromosomas, grandes moléculas de ADN e histonas, así como ARN y los componentes de los ribosomas, que se sintetizan en el nucleolo del núcleo.

Retículo endoplasmático: "elemento membranoso del citoplasma"

Puede ser rugoso si lleva ribosomas asociados en el exterior de su membrana, o liso si no las lleva.

Aparato de Golgi: "se ocupa de "marcar" las proteínas y las envía a su punto de destino mediante vesículas que se desgajan del propio aparato"

Citoesqueleto: "red de proteínas fibrilares y tubulares que dan forma a la célula, fijan los orgánulos citoplasmáticos y sirven para el transporte intracelular"

HeLa cells stained with Hoechst (Microscopio de contraste de fase)

Se muestran 3 células humanas con sus núcleos teñidos de
 color azul. La célula de la izquierda se encuentra en fase de
mitosis y se observa la separación de los cromosomas para
formar 2 células hijas resultantes de la mitosis (o meiosis)

2. Crecimiento y mitosis (o reproducción) celular

El ciclo celular es la serie ordenada de pasos por los que tiene que pasar una célula desde que nace por división de otra célula hasta que ella misma se divide en dos.
Ciclo celular: "conjunto de procesos que explican el nacimiento, desarrollo y reproducción de una célula"

Se ha dividido tradicionalmente en dos períodos: interfase y mitosis.

Interfase: "aquella parte del ciclo celular por la que pasa una célula entre dos divisiones mitóticas"

Mitosis: "división celular donde las células hijas poseen los mismos cromosomas de la que proceden"

Cada célula hija recibe una de las dos cromátidas de que consta cada cromosoma.
Cromátida: "cada una de las dos dobles cadenas de ADN que constituyen el cromosoma mitótico; cada cromátida puede establecer entrecruzamiento con las cromátidas del cromosoma homólogo en el proceso de meiosis"

Mediante la citocinesis se logra la separación física de ambas células hijas.
Citocinesis: "separación física de las dos células hijas resultantes de la mitosis (o meiosis)" 

3. Origen y evolucion de la vida

La Tierra, según parece, se formó hace unos 4.600 millones de años a partir del polvo y los demás materiales que giraban alrededor del Sol recorriendo la órbita que en la actualidad recorre nuestro planeta.

La vida surgió en la Tierra, probablemente por la interacción entre moléculas orgánicas que se formaron espontáneamente, hace entre 4.000 y 3.500 millones de años.
La molécula iniciadora del proceso bien pudo ser el ARN, gracias a su doble propiedad de catalizar su autorreplicación.

Los pasos siguientes debieron ser la síntesis de proteínas catalizadoras de la replicación del ARN y, finalmente, la producción controlada del ADN, una molécula que proporciona una gran estabilidad en el mantenimiento de la información biológica.

Todas las células actuales se pueden encuadrar por tanto en dos grupos, las procariotas  y las eucariotas.
Las procariotas fueron las primeras en aparecer, mientras que las eucariotas tuvieron que esperar a que surgiera la fotosíntesis como mecanismo de obtener energía barata y abundante:
a partir de la fotosíntesis surgió la atmósfera rica en oxígeno que conocemos y que permitió el surgimiento de las células eucariotas actuales, capaces de aprovechar el abundante oxígeno gracias a incorporar aerobias, las mitocondrias.

Finalmente, fue posible la aparición de organismos pluricelulares gracias a que surgieron mecanismos de coordinación entre células, mecanismos que implican la capacidad de expresar o no determinados genes en cada tipo celular en función de las necesidades del organismo al que pertenecen:
de esta manera surgieron los tejidos biológicos o grupos de células especializados en realizar determinadas funciones necesarias para la supervivencia y reproducción del organismo como un todo.

Hace ya algún tiempo que nadie duda de que la actual vida terrestre es un punto concreto en el largo proceso de la evolución y, aunque no ha sido posible fabricar seres vivos, se considera plausible que la vida haya surgido a partir de la materia inerte.



Crítica a la hipótesis del Origen de la Vida

Grand Prismatic Spring (Yellowstone National Park, Wyoming, USA)

La Gran Fuente Prismática es la fuente mayor de aguas termales en los EE.UU.
Se supone que el ambiente de esta balsa con elevadas temperaturas y ambiente
reductor (ausencia de oxígeno y otras sustancias oxidadas), sería parecido al 
ambiente primigenio de los mares de la Tierra

Las rocas más antiguas de que se tiene noticia datan de hace 4.100 millones de años.
Pero todavía no había vida sobre la Tierra.

John B. S. Haldane (1892-1964) y Aleksandr Oparin(18941980):
propusieron ya por separado entre los años 1920 y 1930 la hipótesis de que a partir de una especie de materia primigenia se podrían haber sintetizado de forma espontánea compuestos orgánicos.

La Gran Fuente Prismática de Yellowstone sería la metáfora empleada para ilustrar una hipótesis sobre el origen de la vida en nuestro planeta.

El experimento se basó principalmente en reproducir en un lugar hermético las condiciones que se dieron en la Tierra hace millones de años. Se le denominó: Primordial soup, or Prebiotic soup (caldo primigenio).
La hipótesis de origen heterotrófico de la vida sostiene que en el caldo primigenio se sintetizaron abióticamente las moléculas orgánicas necesarias para mantener a las primeras formas de vida.

El concepto se debe al bioquímico ruso Aleksandr Oparin, quien en 1924 postuló la hipótesis heterotrófica del origen de la vida en la Tierra, el cual se debe a la evolución química gradual, a partir de moléculas basadas en el carbono, todo ello de manera abiótica.

Brockers blacksmocker hires

Algunas teorías afirman que la vida surgió en las proximidades
de algún tipo de fuente hidrotermal submarina

En Biopsicología, es imprescindible ser totalmente riguroso con los datos.

En relacion al origen de la vida, sostienen que:
se considera plausible que la vida haya surgido de materia inerte.

Por tanto, si lo consideran solamente plausible :
¿significaría ello tal vez que dicha hipótesis pudiera no ser cierta? 



Una hipótesis del origen de la vida en la Tierra sería:
la  Teoría del Big Bang (la gran explosión).


Tal vez habría que cuestionarse algunos datos en relación a dicha hipótesis:


1. a partir de materia inerte (sin vida):
¿cómo podría haber surgido materia viva aunque se produjera una gran explosión?;


2. antes de la gran explosión:
¿existiría tal vez materia no inerte (con vida), y si fue así, de dónde habría surgido?;


3. si antes de dicha explosión no existía nada:
¿cómo podría haber existido después algún tipo de materia, aunque ésta fuera inerte?;


4. si la vida no existía:
¿cómo se explicaría que pudiese surgir materia viva repentinamente después del Big Bang?