Los Primeros Organismos

Un estromatolito es una agrupación de piedras caliza formada por la actividad de organismos unicelulares. Los científicos han encontrado algunos estromatolitos modernos. Los fósiles de organismos pequeños, como los encontrados en los estromatolitos, se llaman microfósiles.
Los procariotas, como las bacterias, son organismos modernos similares en apariencia a estos organismos antiguos. Las células más primitivas en la Tierra deben haber sido células procarióticas simples. Si describiéramos a un procariota simplemente como un saco de agua y sustancias químicas, ¿podría esta descripción aplicarse a un coacervado? Algunos biólogos piensan que estructuras como los coacervados evolucionaron por medio de un proceso de muchos pasos, hasta formar las primeras células procarióticas.
Las evidencias fósiles demuestran que los procariotas aparecieron hace, aproximadamente, 3500 millones de años. Es muy difícil señalar exactamente cuándo aparecieron por primera vez o saber la naturaleza de los primeros tipos de organismos. Sin embargo, algunos procariotas parecen haber aparecido primero que otros.
La mayoría de los procariotas y eucariotas son aeróbicos. Un organismo aeróbico es aquel que requiere oxígeno. Claramente, si la atmósfera primitiva no incluía oxígeno, es poco probable que los organismos más primitivos fueran aeróbicos. Sin embargo, algunos procariotas son anaeróbicos; esto es, no necesitan oxígeno. Muchos científicos piensan que los primeros organismos que aparecieron eran anaeróbicos.
Los metanógenos son ejemplos de organismos anaeróbicos que viven hoy en día. Un metanógeno es un procariota anaeróbico que cambia el hidrógeno, el bióxido de carbono o ciertos compuestos orgánicos a metano.
Los metanógenos viven en el fango, debajo de cuerpos de agua donde hay poco oxígeno. Los metanógenos pudieron haber evolucionado en una atmósfera sin oxígeno debido a que son anaeróbicos. Ellos podrían ser similares a los primeros tipos de organismos que aparecieron.
Probablemente, los próximos en evolucionar fueron los procariotas que podían llevar a cabo fotosíntesis, la cual utiliza bióxido de carbono.
Si la atmósfera primitiva tenía bióxido de carbono, los organismos fotosintéticos podrían haber sobrevivido. La evolución de organismos fotosintéticos fue, probablemente, un paso necesario antes de que pudiera aparecer un variedad más amplia de organismos. El oxígeno es un subproducto de la fotosíntesis. Si la atmósfera primitiva no tenía oxígeno, los organismos fotosintéticos podrían haber añadido oxígeno a la atmósfera.
El Origen de los Eucariotas
Hay evidencia de que los primeros procariotas aparecieron hace, aproximadamente, 3,500 millones de años. Los eucariotas, o células con organelos, se desarrollaron mucho más tarde. Es difícil saber exactamente cuándo aparecieron por primera vez las primeras células eucarióticas, debido a la falta de evidencia fósil. Sin embargo, algunos biólogos creen que los eucariotas evolucionaron de los procariotas, hace de mil a dos mil millones de años.
La mayoría de los biólogos piensa que los eucariotas evolucionaron de los procariotas. Se han propuesto varias hipótesis para explicar cómo pudo haber pasado esto. A una explicación se le llama la hipótesis simbiótica. La hipótesis simbiótica propone que las células eucarióticas evolucionaron de células procarióticas cuando algunos procariotas empezaron a vivir dentro de otras células. Llamamos simbiosis a la asociación entre organismos de diferentes clases, muchas veces con beneficio mutuo.
Muchos biólogos creen que los eucariotas surgieron de una simbiosis en la que algunas células simplemente absorbieron otras. O tal vez algunas células pequeñas se movieron hacia dentro de unas células grandes. Si ambas células se beneficiaban, podían haber continuado viviendo en esa forma.
Las células más pequeñas podían haber continuado creciendo y dividiéndose dentro de hospedero más grande.
La célula más grande también pudo haber seguido creciendo. Cuando la célula grande se dividió, cada unas de la células hijas pudo haber recibido algunas células "huéspedes".
Los biólogos han señalado semejanzas entre algunos organelos, en células eucarióticas y algunas células procarióticas, en apoyo de la hipótesis simbiótica.
Los cloroplastos son similares a las bacterias verde-azules. Los organismos procariotas son, aproximadamente, del mismo tamaño, la misma forma y tienen, más o menos, la misma estructura interna que las mitocondrias y los cloroplastos que encontramos en las células eucarióticas. También se ha demostrado que las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio DNA y ribosomas, similares al DNA y a los ribosomas de las bacterias, y pueden llevar a cabo la reproducción y síntesis de proteínas.
¿Qué ventajas pueden tener la simbiosis para las células procarióticas?
Las mitocondrias proveen la energía de la célula. Tal vez han descendido de bacterias que podían producir tanta energía que tenían cantidades adicionales. Una célula hospedera podría haber usado esta energía.
A su vez, tal vez las bacterias se protegían de extremos de calor y frío o de pérdida de agua o de que se las comieran otras células. Los antecesores de los cloroplastos pueden haber obtenido ventajas similares, mientras le proveían alimento a su hospedero a través del proceso de la fotosíntesis.
No todos los biólogos aceptan la Teoría Simbiótica. El hecho de que el DNA en los cloroplastos y las mitocondrias, tendría que ocurrir algún proceso para transferir características hereditarias a lo que se convertiría en el núcleo. Algunos biólogos han ofrecido otra explicación para el desarrollo de células eucarióticas.
Los primeros eucariotas formaron sus organelos por medio de invaginaciones y rompimientos de algunas regiones de la membrana celular.
Se puede encontrar evidencia que apoye tanto la hipótesis simbiótica como la hipótesis de que los organelos de eucariotas son el resultado de invaginaciones de la membrana celular. Tal vez ambos procesos jugaron un papel en la evolución de células eucarióticas. Algunos organelos pueden haberse formado por un proceso y otros pueden haberse desarrollado por otro proceso.
Evolución de los organismos fotosintéticos:
Puesto que al principio el oxígeno molecular no existía, o bien lo había en pequeñísimas cantidades, es de suponer que las primeras formas de vida existieron en ausencia de este gas. Se considera que casi todo el oxígeno gaseoso de la atmósfera terrestre se debe principalmente al proceso de fotosíntesis, llevado a cabo por vegetales verdes terrestres y marinos. La fotosíntesis es el proceso biológico mediante el cual las sustancias orgánicas se sintetizan a partir de bióxido de carbono y agua, utilizando energía luminosa absorbida por pigmentos especiales verdes llamados clorofilas.
Este proceso que produce oxígeno libre en forma gaseosa como subproducto, se considera como una adquisición evolutiva en el desarrollo consecuente de las formas vivientes. Algunos de esto organismos primitivos, al poseer este pigmento específico, probablemente fueron capaces de absorber parte de la luz solar y utilizar esta energía luminosa para realizar un metabolismo más eficaz. La evolución progresiva de estas formas fotosintéticas primitivas dio origen a los organismos fotosintéticos contemporáneos: los vegetales verdes, incluyendo algas y ciertas bacterias.
Estos organismos fotosintéticos comenzaron a tener predominancia hace cerca de 700 u 800 millones de años, en el tiempo en que las aguas de los mares constituían una fuente pobre de energía debido al tipo de sustancias que contenían, muchas de las cuales fueron posiblemente productos de desecho del metabolismo imperante en esa era, o sea en ausencia de oxígeno libre o con muy poca cantidad de este gas.
Debido a esta circunstancia, únicamente proliferaron los organismos fotosintéticos, evolucionaron muy rápidamente y en muy poco tiempo enriquecieron la atmósfera con uno de los productos de desecho en la fotosíntesis, el oxígeno molecular. Se ha calculado que la actual población de vegetales verdes, especialmente en los océanos, se llevaría 3,000 años aproximadamente en reemplazar totalmente el oxígeno atmosférico.