Hasiera »   Gai nagusiak »   Biodibertsitatearen azpiegitura

Infraestrutura da biodiversidade

• Zabaldu:
• Twitter
• Facebook
• Emaila

O chan é un lugar idóneo paira a vida, polas razóns expostas en artigos anteriores. Desde o seu nacemento, a vida comezou a funcionar cunha estrutura complexa e ordenada chamada célula. Ao longo da historia só existiron dous tipos de células. Este tipo de células gardan o segredo da capacidade de aumentar a biodiversidade.

Quen investigan a árbore genealógico dos microorganismos agradecerían que fose a máquina do tempo paira observar os primeiros seres vivos. Pero como a máquina do tempo non existe, deben aproveitar a lóxica e o sentido común.

O sentido común achega unhas regras básicas. A primeira é a creación de estruturas simples, das que se desenvolveron estruturas complexas. Ninguén viu desenvolver una estrutura máis sinxela pero é un axioma moi intelixente.

E outro axioma é o utilizado por quen investigan a evolución da vida: as estruturas exitosas da vida non desaparecen. As especies, si, desaparecen --con éxito interno -. Pero a forma da vida non; si algún tipo de célula tivo éxito, hoxe en día hai seres vivos que teñen este tipo de células. O que hoxe non existe nunca existiu.

Procariota e eucarioto

Actualmente só existen dous tipos de células: una simple célula, o procarioto e una complexa célula, o eucarioto. Si búscase en todo o mundo e entre todos os seres vivos, non se atopa outro tipo de células, nin sequera una intermedia entre ambas. Por tanto, está aceptada a ausencia de células intermedias. E, segundo o axioma da complexidade, primeiro formouse a célula procariota e a partir de aí desenvolveuse o eucarioto.

A primeira, procariota, é una célula de éxito. É a célula das bacterias, por exemplo. Conta con todo o equipamento básico necesario paira a supervivencia: proteínas paira reaccións químicas básicas, estruturas que as fabrican, ribosomas, e a información que necesitan os ribosomas paira fabricar proteínas codificadas na molécula de ADN. Todos estes ingredientes están libres dentro da célula procariota, nun caldo básico da vida. Ademais, dispón de ferramentas de absorción de alimentos desde o medio externo na parede celular.

Que máis necesitaría? Nada. Esta estrutura funcionou desde os inicios da vida e tivo un gran éxito. Entre elas xurdiron moitas especies, una gran biodiversidade. E nos primeiros 2.000 millóns de anos de historia da vida só houbo procariotas.

Pero iso cambiou. Fai uns 1.500 millóns de anos apareceu una célula eucariota, moito máis complexa. A diferenza máis importante co procarioto é que ten una gorida do código xenético, una especie de “colector” dentro da célula. A este colector chámaselle núcleo, e a propia existencia do núcleo dá nome á célula: eukarioto significa núcleo e prokarioto significa núcleo.

A complexidade trouxo vantaxes ao eucarioto. A vantaxe de ser un núcleo é que a célula pode xestionar moito máis xenoma --é dicir, pode ter moita máis información xenética - que se o ADN está libre dentro da célula. De feito, os procariotas teñen un único cromosoma e os eucariotas varios. E non é só cuestión do núcleo. Os eucariotas teñen unhas estruturas chamadas microtúbulos, en forma de bastón, que dan forma a toda a célula. Isto tamén contribuíu á célula eucariota, que pode ter moitas máis formas que o procarioto simple.

Nacemento do eucarioto

Dalgunha maneira, o eucarioto desenvolveuse desde procariotas, sen perder as súas vantaxes. A cuestión é como pasou iso.

Os microbiólogos non se pon de acordo. A explicación clásica é que algúns procariotas, mediante mutacións aleatorias sinxelas, foron cambiando aos poucos. Cambia e cambia até formar una célula eucariota, que tras o éxito do eucarioto, evoluciona. Trátase, en gran medida, dunha explicación segundo a teoría da selección natural de Darwin. Pero moitos expertos non admiten que sexa posible crear aleatoriamente a complexidade dos eucariotas. Expoñen outra explicación: a célula eucariota é una combinación de varios procariotas. Aqueles procariotas que vivían na simbiose, desempeñando cada un una das súas funcións, formaron una complexa célula dentro de una soa membrana. Esta teoría foi proposta polo estadounidense Lynn Margulis, que revolucionou o mundo evolutivo.

Con todo, nin una explicación nin a outra foron plenamente demostradas. Algunhas análises xenéticas serven paira reforzar una e outra explicación, pero o debate non está completamente pechado.

O biólogo estadounidense Carl Woese estudou o xene rRNA 16S en numerosos microorganismos. É un dos xenes necesarios paira a formación de ribosomas, todos os vivos. É por iso que serve paira analizar a evolución, canto máis parecido produciuse en dúas especies, máis próximas atópanse ambas as na árbore genealógico. Á vista do resultado da investigación, Woese concluíu que o primeiro eucariota xurdiu da evolución dun arqueo, un microorganismo simple moi parecido ás bacterias. E que esta evolución se produciu a través de pequenas mutacións.

Paira estudar a explicación de Margulis tamén se está utilizando a xenética: se o eucarioto é una combinación de varios procariotas, os xenomas de todos estes procariotas deben estar presentes no eucarioto, incluso fose do núcleo (ou polo menos restos de xenomas). Aínda non se conseguiu por completo atopalos, entre outras cousas porque é moi difícil extraer algúns xenomas. Con todo, Margulis está convencido de que o primeiro eucarioto xurdiu da simbiose entre o arqueólogo do xénero Thermoplasma e un espiratorio. O espiratorio é una bacteria alargada helicoidal cuxa principal achega sería a administración de microtúbulos ao eucarioto, unhas estruturas que dan forma a toda a célula. Posteriormente, este primeiro eucarioto incorporaría outra bacteria paira a produción da mitocondria, que produce a enerxía do eucarioto e, no caso das plantas, outra bacteria fotosintética que se converteu en cloroplasto.

Simbiose

A idea revolucionaria da segunda exposición é ter en conta a simbiose. Os seres vivos de éxito poden unirse paira crear una vida máis complexa. Na explicación de Margulis, ademais, a célula eucariota pode adoptar formas especiais grazas aos microtúbulos, ademais de xestionar códigos xenéticos moi grandes grazas ao núcleo. A combinación de ambas as características permite a creación de organismos moi novos. A simbiose aumenta enormemente a biodiversidade.

Os primeiros eucariotas son os protistas, como os paramecios de hoxe. As amebas son un exemplo das seguintes que xurdiron coa inclusión das mitocondrias. Todos eles son seres vivos monocelulares, microscópicos (como bacterias e arqueos). Con todo, a evolución non quedou aí, coa unión de moitas células apareceron grandes seres vivos. Apareceron animais, plantas e fungos.

Nos tres casos trátase de agrupacións de células eucariotas. Os procariotas nunca se reuniron paira crear un gran ser vivo (se non é paira crear una célula eucariota, segundo a teoría de Margulis). Por tanto, nisto tamén é evidente a gran capacidade biolóxica da célula eucariota. Una vez producido o eucarioto, a biodiversidade non aumentou mediante a creación dun novo tipo de células, senón mediante a creación de agrupacións das existentes.

Especialización

Os conxuntos celulares teñen una gran vantaxe: cada célula pode especializarse, non está obrigada a facer todo o necesario paira vivir. E, por tanto, pode facer moitas máis cousas que as imprescindibles paira sobrevivir.

Mira a ti mesmo. Es un animal grande e complexo. Tes órganos. O corazón, por exemplo, bombea sangue sen preocuparse do metabolismo. O fígado encárgase do metabolismo sen preocuparse do bombeo de sangue. Chegaralle o sangue como o corazón recibe os alimentos. Cada órgano cumpre una función e entre todos logran sobrevivir todo un corpo complexo. É máis, os ollos, por exemplo, non teñen una responsabilidade básica da vida; no ollo, as células eucariotas están especializadas en captar a luz da contorna e convertela en sinal eléctrico paira enviala ao cerebro.

O propio cerebro é un exemplo moi especial de especialización. Estás a usar estas liñas paira lelas e iso non é una función básica da vida. Tamén podes sobrevivir sen lelo. Pero a lectura dáche novas posibilidades de vivir.

Todo iso é un exemplo do funcionamento dun animal complexo, o ser humano. Outros animais teñen outras especializacións. E as plantas e os fungos outros, cada un diferente. Pero dá igual, todas son novas infraestruturas que incrementaron a biodiversidade do planeta, infraestruturas biolóxicas especializadas. E todas son consecuencia da aparición da célula eucariota.

A importancia do procarioto

Non cabe dúbida de que a célula eucariota e a especialización permitiron aumentar a biodiversidade. Pero neste punto non podemos descartar o procarioto. Hai dúas razóns principais paira falar de procariotas.

Por unha banda, desde o punto de vista da propia biodiversidade, a eucariota non foi até agora máis frutífera que a procariota. A maior parte da biodiversidade existente é de microorganismos, na súa maioría procariotas. Cousas como son.

De feito, o seguinte artigo fala e explica a historia da biodiversidade. Pódese especular si no futuro a biodiversidade xerada pola célula eucariota vai ser maior que a dos procariotas. Pero polo momento non é, e seguramente nunca o será, xa que os procariotas están a crear máis especies novas que os eucariotas. A adaptación da célula procariota á contorna foi moito máis longa.

Doutra banda, a complexa estrutura do eucarioto non exclúe ao procarioto. De feito, aínda que todos os grandes seres vivos están formados por células eucariotas, conviven con procariotas. O ser humano necesita bacterias paira sobrevivir. No intestino, por exemplo, son varias as bacterias capaces de extraer fertilizantes dos alimentos e sen elas o intestino non pode facer ese traballo (o efecto é, ademais, diarreico). Todas as partes do corpo humano están a vivir en simbiose con bacterias.

En definitiva, a simbiose parece ser a principal opción da biodiversidade. Inicialmente eran procariotas e só 2.000 millóns de anos viviron na Terra. Logo, de súpeto, xurdiron os eucariotas. Está a piques de ver si transcorridos outros 2.000 millóns de anos crearase outro tipo de células. Con todo, non parece que iso ocorra. No seu lugar, a simbiose pode ser una vez máis un truco paira aumentar a biodiversidade.