Formacion de las primeras celulas

¿De dónde viene la primera célula?

¿De dónde vino la vida? En los últimos años, muchos científicos han dejado de apostar por una «sopa primordial» en charcos de agua y por respiraderos hidrotermales en las profundidades del océano como fuente original de la vida en la Tierra. Pero uno de los mayores problemas de esta idea es que los investigadores han sido incapaces de recrear en el laboratorio uno de los procesos clave que habrían intervenido si esta teoría fuera cierta.

En concreto, no han sido capaces de formar membranas celulares simples en condiciones similares a las del agua de mar, lo que la mayoría coincide en que habría sido necesario para crear los primeros organismos vivos. Pero mis colegas y yo hemos demostrado recientemente, en un artículo publicado en Nature Ecology and Evolution, que la combinación de moléculas que los científicos han utilizado para recrear estas membranas no refleja los componentes que habrían estado disponibles en aquella época. De hecho, descubrimos que, con los ingredientes adecuados, las condiciones del respiradero oceánico son realmente necesarias para formar algunas membranas celulares.

Imagínese la Tierra hace 4.500 millones de años. El período de la historia geológica que llamamos el Hadeano no era tan infernal como creíamos. No era un mar de lava alimentado por innumerables volcanes, aunque ciertamente existieron. Probablemente se trataba más bien de pequeñas zonas de superficie rocosa rodeadas por un importante océano de agua global.

Si todas las células proceden de células preexistentes, ¿de dónde procede la primera célula?

La evolución de las células se refiere al origen evolutivo y al posterior desarrollo evolutivo de las mismas. Las células surgieron por primera vez hace al menos 3.800 millones de años[1][2][3], aproximadamente 750 millones de años después de la formación de la Tierra[4].

El desarrollo inicial de la célula marcó el paso de la química prebiótica a las unidades divididas que se asemejan a las células modernas. La transición final a entidades vivas que cumplen todas las definiciones de las células modernas dependió de la capacidad de evolucionar eficazmente por selección natural. Esta transición se ha denominado transición darwiniana.

Si se considera la vida desde el punto de vista de las moléculas replicantes, las células cumplen dos condiciones fundamentales: la protección del entorno exterior y el confinamiento de la actividad bioquímica. La primera condición es necesaria para mantener estables las moléculas complejas en un entorno variable y a veces agresivo; la segunda es fundamental para la evolución de la biocomplejidad. Si las moléculas de libre flotación que codifican las enzimas no están encerradas en las células, las enzimas beneficiarán automáticamente a las moléculas replicadoras vecinas. Las consecuencias de la difusión en las formas de vida no divididas podrían considerarse como «parasitismo por defecto». Por lo tanto, la presión de selección sobre las moléculas replicadoras será menor, ya que la molécula «afortunada» que produce la mejor enzima no tiene ninguna ventaja definitiva sobre sus vecinas cercanas. Si la molécula está encerrada en una membrana celular, entonces las enzimas codificadas estarán disponibles sólo para la propia molécula replicadora. Esa molécula se beneficiará de forma exclusiva de las enzimas que codifica, aumentando la individualidad y acelerando así la selección natural.

Evolución celular

La aparición de las primeras células marcó el origen de la vida en la Tierra. Sin embargo, antes de que se formaran las células, las moléculas orgánicas debieron unirse entre sí para formar moléculas más complejas llamadas polímeros. Ejemplos de polímeros son los polisacáridos y las proteínas.

En la década de 1950, Sidney Fox situó a los aminoácidos en condiciones terrestres primitivas y demostró que los aminoácidos se unían para formar polímeros llamados proteinoides. Al parecer, los proteinoides podían actuar como enzimas y catalizar reacciones orgánicas.

Pruebas más recientes indican que las moléculas de ARN tienen la capacidad de dirigir la síntesis de nuevas moléculas de ARN y de ADN. Dado que el ADN proporciona el código genético para la síntesis de proteínas, es concebible que el ADN pueda haberse formado en el entorno terrestre primitivo como consecuencia de la actividad del ARN. Entonces, la actividad del ADN podría haber conducido a la síntesis de proteínas (véase el capítulo 10).

Para que una célula se forme, se necesita algún tipo de membrana que mantenga unidos los materiales orgánicos del citoplasma. Hace una generación, los científicos creían que las gotas membranosas se formaban espontáneamente. Estas gotitas membranosas, llamadas protocélulas, se consideraban las primeras células. Sin embargo, los científicos modernos creen que las protocélulas no llevan ninguna información genética y carecen de la organización interna de las células. Por ello, la perspectiva de las protocélulas no es ampliamente aceptada. Varios grupos de científicos investigan actualmente la síntesis de polipéptidos y ácidos nucleicos cortos en la superficie de la arcilla. El origen de las primeras células sigue siendo un misterio.

De dónde salió la primera célula de la teoría

1) La vida evolucionó por accidente, a partir de moléculas que se formaron al azar en el océano. Esta es la teoría en la que creen la mayoría de los científicos actuales. Algunos científicos creen que la creación accidental de una única molécula de ARN autorreplicante (similar al ADN) en los océanos del mundo condujo a la eventual creación de las células.

2) La vida vino de fuera de la Tierra. Esta es una teoría en la que creen muchos aficionados a la ciencia ficción e incluso científicos. Es posible que la vida nunca se haya originado en la Tierra (tal vez, en cambio, se haya originado en Marte o en un asteroide), y que parte de esta vida se haya estrellado en la superficie de la Tierra en forma de meteorito. Por supuesto, no estamos hablando de hombrecillos verdes, sino de bacterias unicelulares. Ya se ha demostrado que algunas bacterias pueden sobrevivir en el vacío del espacio cuando se congelan, por lo que esta teoría (aunque sea poco probable) podría seguir creyendo cómo empezó la vida en la Tierra.

Esas son las teorías #2# más populares, pero existen otras. Por supuesto, no mencioné ideas como que un ser o seres sobrehumanos (dios(es)) sean los responsables de la vida en la Tierra, porque no hay mucha evidencia científica que apoye estas ideas.