Simbiogénesis y Evolución: Orígenes de la vida y teorías evolutivas

Simbiogénesis: El origen de las células eucariotas

Primera incorporación simbiogenética: El núcleo

Una bacteria consumidora de azufre, que utilizaba el azufre y el calor como fuente de energía (arqueobacteria fermentadora o termoacidófila), se habría fusionado con una bacteria nadadora (espiroqueta) formando un nuevo organismo. Sus características iniciales se combinarían de forma sinérgica (donde el resultado supera la suma de sus partes). El resultado sería el primer eucarionte (unicelular eucariota) y ancestro único de todos los pluricelulares. A las características iniciales de ambas células se sumaría una nueva morfología más compleja. El ADN quedaría confinado en un núcleo interno separado del resto de la célula por una membrana, lo que le proporcionaría mayor estabilidad.

Sobre este primer paso, existen discrepancias. A finales de los años ochenta y principios de los noventa, diversos trabajos cuestionaban las homologías propuestas entre los flagelos de los eucariontes y las espiroquetas. Margulis defiende que las asociaciones entre espiroquetas y protistas apoyan su teoría, y que "la comparación de genes y genomas arqueobaterianos con secuencias de eucariontes han demostrado la relación filogenética de ambos grupos". No obstante, desde su formulación, han surgido innumerables interrogantes. Ya en los años setenta surgió, como alternativa, la hipótesis de invaginaciones, que no contradice el paradigma neodarwiniano y que aún se considera plausible.

Segunda incorporación simbiogenética: Las mitocondrias

Este nuevo organismo era anaeróbico, incapaz de metabolizar el oxígeno (venenoso para él), viviendo en medios con poco oxígeno. Una nueva incorporación le dotaría de la capacidad para metabolizar oxígeno. Este nuevo endosimbionte, una bacteria respiradora de oxígeno de vida libre, se convertiría en las actuales mitocondrias y peroxisomas presentes en las células eucariotas de los pluricelulares, posibilitando su éxito en un medio rico en oxígeno como la Tierra. Las células de animales y hongos serían el resultado de esta segunda incorporación.

Tercera incorporación simbiogenética: Los cloroplastos

Esta tercera incorporación originó el Reino vegetal. Las células respiradoras de oxígeno fagocitarían bacterias fotosintéticas; algunas, haciéndose resistentes, pasarían a formar parte del organismo, originando un nuevo organismo capaz de sintetizar energía solar. Estos nuevos pluricelulares, las plantas, contribuyeron y contribuyen al éxito de animales y hongos. Permanecen bacterias descendientes de aquellas que originaron las células eucariotas, así como protistas que no participaron en las incorporaciones.

La Evolución de los Seres Vivos

¿Cómo, a partir de una sola célula, han aparecido todas las especies existentes? La respuesta ha variado desde la teoría de la generación espontánea hasta su rechazo.

Teorías preevolutivas

Hasta el siglo XIX, se creía que los seres vivos eran inmutables (fijismo). El fijismo se formalizó a mediados del siglo XVIII con Carlos Linneo (1707-1778), quien asentó las bases de la taxonomía moderna. Linneo mantuvo que las especies fueron creadas por Dios de forma separada e independiente, negando el origen común. G. Cuvier (1769-1832), estudiando fósiles, dedujo que había especies extintas, lo que contradecía el fijismo. Como fijista, propuso el catastrofismo: las especies aparecían y desaparecían tras catástrofes.

Teorías evolutivas

J.B. Lamarck (1744-1829), estudiando fósiles, llegó a conclusiones opuestas al fijismo (evolucionismo). Según Lamarck, las especies actuales provenían de especies primitivas que habían sufrido modificaciones sucesivas. Estas transformaciones se debían a la adaptación al medio y a la herencia de los caracteres adquiridos.

C. Darwin (1809-1882) y A. Wallace (1823-1913) mejoraron las ideas lamarckistas, rechazando la herencia de caracteres adquiridos e introduciendo la variabilidad de las poblaciones y la selección natural. La variabilidad explica que en una población hay individuos diferentes, que se adaptan de distinta manera. Los mejor adaptados tienen más descendientes (selección natural).

Ejemplo: Osos de pelo corto en un clima cálido. Un cambio climático favorece a los de pelo largo, que son seleccionados para sobrevivir y reproducirse. La selección natural, junto con las mutaciones genéticas, provoca cambios graduales que dan lugar a nuevas especies (evolución biológica o darwiniana).

Darwin y Wallace debían explicar la variedad de individuos y la herencia de rasgos. El neodarwinismo (T. Dobzhansky) explica la variedad por la diferente información genética, heredada a través de los genes. Algunos biólogos, como Stephen Jay Gould, discrepan sobre la velocidad de los cambios, observando cambios rápidos en el registro fósil (teoría saltacionista o del equilibrio puntuado).