Origen Vida, Endosimbiosi, Transgènics i Virus: Resum

Origen de la Vida: Primeres Hipòtesis

Evolució Química (Oparin, 1924)

La vida es va originar a la Terra a partir de matèria inorgànica senzilla, gràcies als gasos que hi havia en l'atmosfera primitiva. Aquesta teoria postula la formació abiòtica de molècules orgàniques.

Sopa Primitiva (Haldane, 1929)

La vida es va originar gràcies a les aigües oceàniques de zones intermareals, que contenien matèria orgànica dissolta (la "sopa primitiva"). En aquest brou es van formar les primeres estructures precel·lulars, encara no cel·lulars, amb capacitat per autoreplicar-se.

Experiment d'Urey i Miller (1953)

Un dels experiments més importants de la història de la biologia sobre l'origen de la vida. Van simular les condicions de la Terra primitiva: van sotmetre una barreja de gasos (hidrogen, metà, amoníac i vapor d'aigua), que es creia componien l'atmosfera primitiva, a l'acció de descàrregues elèctriques (simulant llamps) i calor (80 ºC) en un circuit tancat. Com a resultat, van obtenir aminoàcids, les biomolècules a partir de les quals es formen les proteïnes. Aquest experiment va demostrar la possibilitat de la síntesi abiòtica de molècules orgàniques.

Hipòtesi de les Xemeneies Hidrotermals

Investigacions posteriors (anys 60 i 70) van suggerir que l'atmosfera primitiva podria haver estat més rica en òxids de carboni i més pobra en metà i amoníac del que Urey i Miller van suposar. El descobriment de les xemeneies hidrotermals submarines (1977) va permetre proposar una nova hipòtesi: tant les molècules orgàniques senzilles com la seva polimerització per formar-ne de més complexes s'haurien pogut produir a l'interior de les cavitats de roques volcàniques submarines. En aquests entorns s'haurien concentrat quantitats suficients dels gasos necessaris, proporcionant els elements químics per a la formació de biomolècules. Aquesta hipòtesi, tot i tenir encara un suport experimental limitat, fa que l'origen de la vida sigui menys dependent de la composició exacta de l'atmosfera primitiva.

Evolució Cel·lular Primerenca

La seqüència proposada per a l'aparició dels tipus metabòlics i estructurals cel·lulars és:

1. Procariota
2. Heteròtrofa
3. Anaeròbica
4. Autòtrofa (fotosintètica)
5. Aeròbica
6. Eucariota

Teoria de l'Endosimbiosi Serial

Aquesta teoria explica el pas de les cèl·lules procariotes a les cèl·lules eucariotes mitjançant processos de simbiosi successius. Es proposa que:

• Una cèl·lula procariota hoste (possiblement un arqueu) va incorporar un altre bacteri (simbiosi), donant lloc a una cèl·lula eucariota primitiva, anaeròbica i heteròtrofa.
• Posteriorment, aquesta cèl·lula va incorporar un bacteri aeròbic, que va evolucionar fins a convertir-se en el mitocondri. Això va originar la cèl·lula eucariota aeròbica i heteròtrofa (avantpassada de les cèl·lules animals i fúngiques).
• Algunes d'aquestes cèl·lules van incorporar, a més, un bacteri fotosintètic (cianobacteri), que va evolucionar fins a ser el cloroplast. Això va donar lloc a la cèl·lula eucariota aeròbica i autòtrofa (avantpassada de les cèl·lules vegetals i algues).

Organismes Transgènics (Modificats Genèticament)

Els organismes transgènics (o organismes modificats genèticament, OMG) són aquells el material genètic dels quals ha estat alterat utilitzant tècniques d'enginyeria genètica, sovint amb la finalitat de millorar-ne característiques com la producció o la resistència. Els gens introduïts, per exemple en vegetals transgènics, s'obtenen habitualment de bacteris o altres organismes.

Aplicacions i Exemples

Aquests organismes són útils en diversos camps:

• Ciències ambientals (biorremediació)
• Ciències de la salut (producció de fàrmacs com la insulina)
• Alimentació i agricultura (millora de cultius)

Els cultius transgènics més estesos globalment inclouen la soja, el blat de moro, la colza i el cotó. Altres com la patata i el tomàquet transgènics han tingut menys implantació comercial.

Avantatges dels Transgènics

• Potencial contribució a la seguretat alimentària (tot i que l'eradicació mundial de la fam és un objectiu complex que depèn de molts factors).
• Allargament de la vida comercial d'alguns productes.
• Resistència a condicions ambientals agressives (sequera, salinitat).
• Resistència a herbicides específics.
• Resistència a plagues d'insectes (p. ex., blat de moro Bt).
• Resistència a malalties (causades per virus, fongs).
• Millora potencial de la productivitat i la qualitat nutricional dels productes agrícoles.

Inconvenients i Preocupacions sobre els Transgènics

• Problemes sanitaris potencials: preocupacions sobre possibles efectes al·lergògens o la generació de nous microorganismes patògens (aspectes rigorosament avaluats en els processos d'autorització).
• Problemes ecològics: risc de pèrdua de biodiversitat, possibles efectes sobre organismes no diana, flux gènic a espècies silvestres emparentades (contaminació genètica), desenvolupament de resistències en plagues o males herbes.
• Problemes socials i polítics: concentració del mercat de llavors en poques empreses multinacionals, dependència dels agricultors, etiquetatge i dret a la informació del consumidor.
• Problemes ètics i morals: qüestions sobre la manipulació de la vida i la "naturalitat" dels aliments.

Virus: Al Límit de la Vida?

Existeix un debat científic sobre si els virus s'han de considerar éssers vius o simplement estructures orgàniques complexes que interactuen amb els éssers vius. Per això, alguns autors es refereixen a ells com a «organismes al límit de la vida».

Característiques dels Virus

• Similituds amb els organismes vius:
  • Posseeixen material genètic (ADN o ARN) que conté la informació per a la seva replicació.
  • Evolucionen per selecció natural, adaptant-se als seus hostes.
  • Es reprodueixen (replicació) creant múltiples còpies de si mateixos, tot i que necessiten la maquinària cel·lular de l'hoste.
• Diferències clau amb les cèl·lules vives:
  • Manquen d'estructura cel·lular (no tenen citoplasma, ribosomes, orgànuls), la qual és considerada la unitat bàsica de la vida.
  • No tenen metabolisme propi; són metabòlicament inerts fora d'una cèl·lula hoste.
  • Necessiten la maquinària biosintètica d'una cèl·lula hoste per replicar-se i sintetitzar els seus components. Són paràsits intracel·lulars obligats.