La interesante evolución de los Protistas
Para complementar el anterior post sobre los protistas, hoy os hablaremos sobre la evolución de este interesante reino.
El registro microfósil indica que los primeros eucariotas aparecieron cuanto menos hace 1500 millones de años. Los eucariotas, se distinguen de los procariotas por su mayor tamaño; la separación del núcleo respecto del citoplasma mediante una envoltura nuclear; la asociación del DNA como proteínas histonas y su organización en cromosomas distintos; Y por poseer orgánulos complejos, entre los cuales se encuentran los cloroplastos y los mitocondrias.
El paso de los procariotas a los primeros eucariotas (los protistas) fue una de las transiciones evolutivas principales solo precedida en orden de importancia por el origen de la vida. La cuestión de cómo ocurrió esta transición es objeto actualmente debido a discusión. Una hipótesis interesante, que gana creciente aceptación, es que se originaron células de mayor tamaño, y más complejas, cuando ciertos procariotas comenzaron a alojarse en el interior de otras células.
El oxígeno comenzó a acumularse lentamente en la atmósfera hace unos 2500 millones de años, como resultado de la actividad fotosintética de las cianobacterias. Los procariotas que fueron capaces de usar oxígeno en la producción de ATP obtuvieron una gran ventaja, y así dichas formas comenzaron a prosperar y aumentar. Algunas de estas células evolucionaron transformándose en formas modernas de bacterias aerobias. Otras, según esta hipótesis, se convirtieron en sirvientes dentro de células de mayor tamaño y se transformaron en mitocondrias.
Varias líneas de evidencia sustentan la idea que las mitocondrias descienden de bacterias especializadas. Las mitocondrias contienen su propio DNA y este DNA se presenta en una molécula continua («circular»), semejante al DNA de las bacterias. Muchas de las enzimas contenidas en las membranas celulares de las bacterias se encuentran en las membranas mitocondriales. Las mitocondrias contienen ribosomas que se asemejan a los de las bacterias, tanto por su pequeño tamaño como por los detalles de su composición química, incluyendo algunas secuencias de nucleótidos de las moléculas de rRNA que los constituyen.
Además, las mitocondrias solo son producidas por otras mitocondrias que se dividen dentro de la célula hospedadora. Sin embargo, esta situación se vuelve aún más compleja porque en las mitocondrias no hay suficiente DNA para codificar todas las proteínas mitocondriales. Se requiere también la participación del DNA de la célula hospedadora para sintetizar las enzimas y proteínas estructurales mitocondriales.
Se considera que las mitocondrias han derivado muy probablemente de un linaje de bacterias no sulfurosas purpúreas que habían perdido la capacidad de fotosíntesis. Poco se sabe, sin embargo, acerca de las células originales en las que estas bacterias comenzaron a funcionar o si verdaderamente existieron. Los procariotas contemporáneos aportan pocas pistas acerca de los orígenes de dos características claves de todas las células eucarióticas: una envoltura nuclear y cromosomas que contienen DNA y proteínas histonas sobre la base de las secuencias de nucleótidos de los RNAs de transferencia y ribosómicos.
Se ha sugerido que, muy temprano en la historia de la vida, un linaje ancestral común originó no solo en los dos linajes (Arquebacterias y eubacterias) sino también un tercer linaje. Se ha sugerido que miembros de este tercer linaje, que han sido apodados «Urcariotas» fueron las células hospedadoras en la evolución de los eucariotas. En caso de que estas células hayan existido, probablemente no tuvieran los medios de usar oxígeno para la respiración; de este modo dependerían completamente de la glucólisis y la fermentación, procesos anaerobios que son relativamente ineficaces.
Las células con sistemas auxiliares que utilizan oxígeno para la respiración habrían sido más eficientes que las que carecían de ellos y de esta manera se habrían reproducido a mayor velocidad. De forma análoga, se cree que los procariotas fotosintéticos ingeridos por células no fotosintéticas de mayor tamaño fueron los precursores de los cloroplastos. Se piensa que esta simbiosis abriendo ocurrido independientemente de varios linajes, originando los distintos grupos de eucariotas foto sintéticos modernos.
Los protistas y la Teoría endosimbiótica
La hipótesis endosimbiótica da cuenta de la presencia en las células eucarióticas de orgánulos complejos que no se encuentran en procariotas mucho más simples. La ha respaldado el hecho de que muchos organismos modernos contienen bacterias intracelulares simbióticas, cianobacterias, o protistas fotosintéticos, indicando que estas asociaciones no son difíciles de establecer y mantener. Por ejemplo, diferentes especies de cianobacterias viven dentro de otras cianobacterias, y también dentro de protistas, hongos, plantas y animales.
Éstas cianobacterias simbióticas carecen típicamente de paredes celulares y funcionalmente son cloroplastos. Además, se dividen a la par de la célula hospedadora, por un proceso similar a la división de los cloroplastos. Varias especies de protistas fotosintéticos también forman asociaciones simbióticas con animales invertebrados. En estas simbiosis, ya sean antiguas o modernas, las células más pequeñas obtienen nutrientes y protección mientras las células de mayor tamaño obtienen una nueva fuente de energía.
La mayor complejidad de la célula eucariótica la dotó de un número de ventajas que finalmente posibilitaron la evolución de organismos multicelulares. La célula eucariótica es capaz de llevar muchísima más información genética que la célula procariótica -suficiente, por ejemplo, para especificar una planta de roble o un ser humano-. Dado que las funciones se reparten en compartimientos por la presencia de membranas, las células eucariótica son más eficientes desde el punto de vista metabólico y pueden ser de mayor tamaño.
Aunque una célula más grande requiere de más energía, puede obtenerla más fácilmente, ya sea por poseer un área superficial mayor para la fotosíntesis o para la absorción de moléculas de alimento, o por su mayor capacidad para capturar y someter a sus presas. Además, las células De mayor tamaño generalmente están más capacitadas para efectuar los ajustes necesarios a fin de enfrentar los cambios ambientales que podrían amenazar su existencia, los cambios en la temperatura o en el agua disponible, por ejemplo.
Fuente: Biología. Curtis & Barnes.
