¿Qué son las células procariotas?

Son células sin núcleo, es decir, sin un compartimento especializado que aloje el sistema genético. Los primeros seres vivos, de hace unos 3.700 millones de años, eran procariotas unicelulares parecidos a las bacterias actuales.

¿Qué propone la hipótesis del mundo de ARN?

Propone que la vida surgió a partir de la actividad de moléculas de ARN, que después desarrollaron una membrana y se convirtieron en las primeras células procariotas.

¿Por qué el agua es importante para la vida?

El agua interviene en la síntesis y degradación de compuestos, transporta compuestos orgánicos y es indispensable para la fotosíntesis, ya que la fase luminosa requiere la ruptura de la molécula de agua.

Origen y evolución de las células: procariotas, eucariotas y hipótesis sobre el origen de la vida

Resumen

El documento explica cómo se originaron las primeras células a partir de la evolución química del período prebiótico, distinguiendo procariotas y eucariotas. Aborda también la aparición de la pluricelularidad y la diferenciación celular, así como las hipótesis autotrófica y del mundo de ARN. Al terminar, el estudiante podrá relacionar los gases de la atmósfera primitiva, el papel del agua y el origen de la vida.

Puntos clave

Las células procariotas precedieron a las eucariotas y aparecieron hace unos 3.500 millones de años según el registro fósil.
Los procariotas carecen de núcleo, el compartimento donde se aloja el sistema genético.
En el período prebiótico, gases como H2, N2, NH3, CH4, CO y CO2 interactuaron para formar compuestos orgánicos.
La pluricelularidad apareció hace unos 700–1.000 millones de años y permitió la diferenciación celular, base de tejidos, órganos y sistemas.
La hipótesis autotrófica sostiene que las primeras formas de vida existieron sin oxígeno y eran probablemente fotosintéticas.
La hipótesis del mundo de ARN propone que las moléculas de ARN dieron origen a las primeras células al desarrollar una membrana.

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Origen y evolución de las células

Pluricelularidad y diferenciación celular

La aparición de las células eucariotas significó un aumento en la complejidad del nivel de organización celular, fundamental para la aparición de los seres pluricelulares. Los organismos pluricelulares se habrían originado hace unos 700–1.000 millones de años. La aparición de la pluricelularidad permitió a los seres vivos diversificarse. Un beneficio de la pluricelularidad es la diferenciación celular, que permitió que se especializaran las funciones de grupos de células. En la historia evolutiva, esto posibilitó la aparición de tejidos, órganos y sistemas de órganos.

La diferenciación implica un incremento en la eficiencia de una célula para realizar una función dada. Sin embargo, un alto grado de diferenciación implica que la célula no puede vivir fuera del organismo; dentro de éste, las células pierden algunas de sus potencialidades individuales. A partir de diferentes protistas se constituyeron luego los reinos más complejos: vegetal, animal y hongos.

Registro fósil y evolución temprana

Por medio del registro fósil se ha determinado que las células procariotas precedieron a las eucariotas y aparecieron hace unos 3.500 millones de años. En el período prebiótico hubo una larga fase de evolución química, en la cual los gases presentes en la atmósfera primitiva interactuaron para formar compuestos orgánicos con carbono. Entre los gases y compuestos implicados se incluyen:

H₂ (hidrógeno)
N₂ (nitrógeno molecular)
NH₃ (amoníaco)
CH₄ (metano)
CO (monóxido de carbono)
CO₂ (dióxido de carbono)

Mediante experimentos que recrearon las condiciones de aquella atmósfera fue posible obtener azúcares, ácidos grasos, bases de los ácidos nucleicos (por ejemplo, adenina) y varios aminoácidos.

Origen de las células procariotas

Hace unos 3.700 millones de años surgieron sobre la faz de la Tierra los primeros seres vivos. Eran microorganismos pequeños, unicelulares, no muy diferentes de las bacterias actuales. A las células de este tipo se las denominan procariotas, porque carecen de núcleo, un compartimento especializado donde se aloja el sistema genético.

Eucariotas

Hace unos 3.700 millones de años aparecieron sobre la Tierra los primeros seres vivos descritos en términos de microorganismos pequeños y unicelulares; muchos no eran muy distintos de las bacterias actuales. A las células de ese tenor se las clasifica entre los procariotas cuando carecen de núcleo (karyon, en griego), un compartimento especializado donde se guarda la maquinaria genética. Los procariotas alcanzaron pleno éxito en su desarrollo y multiplicación. Gracias a su notable capacidad de evolución y adaptación, dieron origen a una amplia diversidad de especies e invadieron cuantos hábitats el planeta podía ofrecerles.

Hipótesis autotrófica

La hipótesis autotrófica sostiene que las primeras formas de vida debieron existir en ausencia de oxígeno; probablemente estos organismos primitivos poseían pigmentos capaces de absorber la energía luminosa para realizar fotosíntesis. De estos organismos fotosintéticos se cree que provienen los vegetales verdes contemporáneos, incluyendo algas y algunas bacterias.

El agua como medio apropiado para el desarrollo de la vida

La importancia del agua en la vida puede entenderse si nos referimos a las funciones que realizan los organismos para mantenerse vivos. En las funciones que permiten a los organismos manejar la energía para sintetizar y degradar compuestos, el agua juega un papel determinante. Asimismo, los compuestos orgánicos, fuente de energía, se transportan a través del agua.

La fotosíntesis no podría tener lugar en los organismos fotosintéticos sin la presencia de la molécula de agua. La fase luminosa requiere la ruptura de la molécula de agua (fotólisis) para disponer de los electrones necesarios para el proceso.

Hipótesis del mundo de ARN

La hipótesis del mundo de ARN es uno de los principales candidatos a explicar la abiogénesis. Propone que la vida en la Tierra surgió a partir de la versátil actividad de moléculas de ARN, que posteriormente desarrollaron una membrana alrededor y se convirtieron así en las primeras células procariotas.