Primeros organismos sobre la tierra

Preguntas iniciales

• ¿Cómo era la tierra donde habitaron los primeros organismos?

• ¿Cómo eran los organismos primitivos?

• ¿Cómo eran los primeros organismos multicelulares?

Contenido de la sección

• 2 ¿Cómo eran los primeros organismos? • Los primeros organismos fueron procariotas anaerobios.

• Algunos organismos adquirieron la capacidad de captar la energía solar.

• La fotosíntesis aumentó la cantidad de oxígeno en la atmósfera.

• El metabolismo aeróbico surgió como respuesta a la crisis del oxígeno.

• Algunos organismos adquirieron organelos encerrados en membranas.

¿Cuándo surgió la vida en la Tierra?

• La Tierra se formó hace unos 4500 millones de años.

• La vida surgió hace aproximadamente 3900 a 3500 millones de años, durante la era precámbrica. • Se estima que los organismos fósiles

más antiguos que se han encontrado hasta ahora tienen aproximadamente 3500 millones de años de antigüedad.

FIGURA 3 Tierra primitiva La vida se inició en un planeta caracterizado por abundante actividad volcánica, frecuentes tormentas eléctricas, impactos constantes de meteoritos y una atmósfera carente de gas oxígeno.

• La Tabla 1, presenta la descripción general del sistema para asignar nombres por jerarquía a eras, periodos y épocas…

¿Cuándo surgió la vida en laTierra?

Preguntas para reflexionar…tomate un minuto. • ¿Estamos actuando valorando los 3600 millones de años que le tomo

a la naturaleza formar a los seres humanos y a todo el resto de especies?

• Desde esta perspectiva bio-histórica ¿tiene sentido la destrucción de nuestro planeta y de nosotros mismos?

• Cuando salgamos de esta sala actuemos como individuos que nos tomo 3.600.000.000 años ser lo que somos hoy.

Los primeros organismos

• Las primeras células que surgieron en los océanos de la Tierra fueron los procariotas, cuyo material genético no estaba contenido dentro de un núcleo separado del resto de la célula.

• Estas bacterias primitivas probablemente: • Obtenían nutrimentos y energía al absorber moléculas orgánicas de su ambiente.

• Metabolizaban las moléculas orgánicas de forma anaeróbica (no había gas oxígeno en la atmósfera).

Los primeros organismos

Captar la energía solar

• Los primeros organismos fotosintéticos (ancestros de las cianobacterias) aparecieron hace aproximadamente 3500 millones de años.

Spirulina sp un tipo actual de cianobacterias

Estromatolitos, antiguos organismos fotosintéticos

• La fotosíntesis requiere luz solar, CO2, e hidrógeno. • Se cree que la primera fuente de hidrógeno fue el sulfuro de hidrógeno.

• Al final, el agua reemplazó al sulfuro de hidrógeno como la fuente de hidrógeno y la fotosíntesis se basó en el agua.

Captar la energía solar

Evidencia actual: quimio síntesis en fosas marinas

Mayor cantidad de oxígeno en la atmósfera

• La fotosíntesis basada en el agua produjo la liberación del oxígeno como subproducto.

• Al principio, el nuevo oxígeno se combinó con los átomos de hierro para formar enormes depósitos de óxido de hierro.

• Después, empezó a incrementarse la concentración de gas oxígeno en la atmósfera. • El análisis químico de las rocas sugiere que cantidades significativas de oxígeno

aparecieron primero en la atmósfera, hace aproximadamente 2200 millones de años.

Mayor cantidad de oxígeno en la atmósfera

Miles de millones de años

Metabolismo aeróbico

• La acumulación de oxígeno en la atmósfera de la Tierra primitiva probablemente: • Exterminó a muchos organismos anaeróbicos.

• Creó la presión ambiental para la evolución del metabolismo aeróbico.

• La evolución del metabolismo aeróbico fue importante porque los organismos aeróbicos pueden metabolizar más energía de las moléculas de los alimentos que los organismos anaeróbicos.

Metabolismo aeróbico

Anaeróbico= 4 ATP Aeróbico= 36 ATP *Datos teóricos

Organelos encerrados en membranas

• Las primeras células eucarióticas (células que poseen organelos encerrados en membranas) aparecieron hace aproximadamente 1700 millones de años.

• La hipótesis endosimbiótica propone que las células eucarióticas primitivas adquirieron los precursores de las mitocondrias y los cloroplastos al fagocitar a ciertos tipos de bacterias.

Organelos encerrados en membranas

Lynn Margulis propuso hipótesis de endosimbiosis seriada, pero la comunidad científica inicialmente no acepto su teoría

La evolución de las mitocondrias

• Una célula depredadora anaerobia atrapa a una bacteria aerobia para alimentarse, pero por alguna razón no la puede digerir.

• La célula depredadora y la bacteria entran gradualmente en una relación simbiótica.

• Los descendientes de las bacterias endosimbióticas evolucionan en mitocondrias.

• La célula depredadora procariótica que contiene mitocondrias atrapa a una bacteria fotosintética.

• La célula depredadora y la bacteria entran gradualmente en una relación simbiótica.

• Los descendientes de las bacterias endosimbióticas evolucionan en cloroplastos.

La evolución de los cloroplastos

Evidencia de la hipótesis endosimbiótica

• Los organelos eucarióticos y las bacterias vivas comparten múltiples características bioquímicas distintivas.

• Las mitocondrias, los cloroplastos y los centriolos contienen cada uno su propia dotación diminuta de DNA.

• Los intermediarios vivientes (organismos que están vivos actualmente y que son parecidos a los ancestros hipotéticos). • La amiba Pelomyxa palustris aloja a una población permanente de bacterias aerobias. • El Paramecium alberga una colección permanente de algas fotosintéticas.

Simbiosis intracelular moderna

Los antepasados de los cloroplastos de las células vegetales modernas tal vez fueron semejantes a la Chlorella, el alga verde unicelular fotosintética que vive en simbiosis dentro del citoplasma del Paramecium que se muestra aquí.