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1. ¿Cómo eran los primeros organismos?

2. La vida comenzó durante la era precámbrica Los organismos fósiles más antiguos encontrados hasta ahora están en rocas precámbricas de 3500 millones de años de antigüedad. Los rastros químicos de rocas más antiguas han inducido a algunos paleontólogos a pensar que la vida es aún más antigua: quizá hasta 3900 millones de años.

3. Los primeros organismos eran procariotas anaerobios Las primeras células eran procariotas: Su material genético NO estaba separado del resto de la célula y encerrado en un núcleo envuelto en una membrana. Obtenían nutrimentos y energía probablemente absorbiendo moléculas orgánicas de su entorno. Su metabolismo era anaerobio

4. Al multiplicarse estas bacterias ancestrales consumieron las moléculas orgánicas sintetizadas prebióticamente. Sin embargo, el CO2 y el H2O eran abundantes al igual que la energía solar. Entonces, lo que faltaba eran moléculas energéticas, es decir, en las que se ha almacenado energía en enlaces químicos.

5. Algunos organismos adquirieron la capacidad de capturar energía solar Con el tiempo, algunas células adquirieron la capacidad de usar la energía solar para sintetizar moléculas complejas de alta energía a partir de moléculas más simples (fotosíntesis). Como la fotosíntesis necesita una fuente de hidrógeno, las primeras bacterias fotosintéticas probablemente usaron sulfuro de hidrógeno, y luego cuando éste se agotó, debieron comenzar a usar agua.

6. La fotosíntesis introdujo cantidades importantes de O2 libre en la atmósfera por primera vez. Al principio el O2 se consumía rápidamente en reacciones con otras moléculas de la atmósfera y la corteza terrestre (Fe). Cuando todo el Fe accesible se transformó en herrumbre, la concentración de O2 libre comenzó a aumentar (hace 2200 millones de años-cianobacterias). Los niveles de O2 atmosférico aumentaron hasta alcanzar un nivel estable hace 1500 millones de años, y se mantiene casi constante hasta ahora. ¿POR QUÉ?

7. El metabolismo aeróbico surgió en respuesta a la crisis de oxígeno La acumulación de oxígeno en la atmósfera de la tierra primitiva exterminó probablemente muchos organismos y fomentó la evolución de mecanismos celulares para contrarrestar su toxicidad. La crisis de oxígeno también creó la presión ambiental para que las bacterias adquieran la aptitud de utilizar oxígeno en el metabolismo. Esto dio a las células aerobias una importante ventaja selectiva. ¿POR QUÉ?

8. Metabolismo energético

9. Los eucariotas formaron organelos y un núcleo encerrados en membranas Los paleobiólogos consideran que, una vez que apareció una población idónea susceptible de ser devorada, la conducta predatoria debió haber evolucionado rápidamente. La presa más apetecida habrían sido bacterias sin pared celular y, en consecuencia los depredadores habrían sido capaces de englobar bacterias enteras. Pero estos depredadores eran incapaces de llevar a cabo ni la fotosíntesis ni el metabolismo aeróbico y metabolizaban ineficientemente sus presas. En ese contexto, hace alrededor de 1700 millones de años, se engendró la primera célula eucariótica. ¿En qué se diferencia una célula procariótica de una eucariótica?

10. Las mitocondrias y los cloroplastos pudieron haber surgido a partir de bacterias englobadas La hipótesis de los endosimbiotas, defendida principalmente por Lynn Margulis, de la Universidad de Massachusetts, propone que las células primitivas se hicieron de los precursores de las mitocondrias y los cloroplastos englobando ciertos tipos de bacterias (bacteria aerobia y cianobacteria). La amiba Pelomyxa palustris carece de mitocondrias, pero alberga una población permanente de bacterias aerobias que desempeñan un papel muy similar. Al igual que algunos corales, almejas, caracoles y un Paramecium albergan una colección permanente de algas.

12. El origen del núcleo es más enigmático Una posibilidad es que la membrana plasmática se haya plegado hacia adentro para rodear el ADN. Nuevos plegamientos habrían formado el retículo endoplasmático. Otra hipótesis es que surgió como resultado de una endosimbiosis. Cualquiera que haya sido el origen del núcleo, el hecho de tener el ADN dentro de él, parece haber conferido grandes ventajas, quizá al permitir una regulación más fina del material genético.

13. ¿Cómo surgió la multicelularidad? Una vez que evolucionaron los comportamientos predatorios, tener un mayor tamaño representó una ventaja. Pero las células individuales enormes tienen problemas: el oxígeno y los nutrimentos que entran en la célula así como los productos residuales que salen, deben difundirse a través de la membrana plasmática. ¿Cuál es el problema?

14. Cuanto más grande se hace una célula, menos membrana superficial está disponible por unidad de volumen de citoplasma. Un organismo de más de 1 mm de diámetro solo puede sobrevivir de dos maneras: Con una velocidad metabólica lenta. Puede ser multicelular. Los primeros fósiles de organismos multicelulares se encuentran en rocas de mil millones de años de antigüedad y corresponderían a los antepasados de las algas marinas modernas.