3. ¿LA VIDA ES INEVITABLE? DANIEL MURO

BIOLOGÍA DE PROCARIONTES 5013

PROFESORA: VALERIA SOUZA SALDÍVAR

ALUMNO: MURO GONZÁLEZ DANIEL BRANDON

VIDA: ¿ES INEVITABLE O SIMPLEMENTE CASUALIDAD?

Este artículo nos explica, desde el punto de vista energético, las condiciones necesarias que deben existir en el medio ambiente para que la vida pueda originarse, y el principal obstáculo que debe superar para poder evolucionar en formas de vida más complejas.

Las células obtienen energía  por una diferencia en la concentración de protones a lo largo de su membrana. Debido a que los protones tienen carga positiva, la disparidad en la concentración produce un diferencial de potencial eléctrico entre ambos lados de la membrana de unos 150 milivolts, y como sólo ocurre a lo largo de unos 5 nanómetros de distancia, la fuerza del campo eléctrico dentro de esa distancia es de cerca de 30 millones de volts por metro. Esta enorme fuerza eléctrica sirve para sintetizar ATP, entre otras cosas.

La membrana celular puede ser una inevitable consecuencia de un planeta en desbalance energético. Pudo haberse originado en ventilas hidrotermales dentro del océano, en donde se da un diferencial de potencial, de manera natural, al ascender los gases y fluidos alcalinos calientes de las rocas y mezclarse con el agua más fría y ácida de la superficie. Este fenómeno precipita los minerales de las rocas y genera un gradiente de protones que provee de todo lo necesario para incubar la vida.

La energía que las bacterias obtienen del potencial en sus membranas es muy grande, y si pierden el control de este potencial, mueren. Es por eso que los genomas son esenciales para controlar el potencial en la membrana al controlar la producción de proteínas. Estos genomas deben de estar cerca de la membrana para poder responder rápidamente ante los cambios en las condiciones de manera local, en cada parte de la membrana. La mayor parte de la energía generada por las células se utiliza para sintetizar proteínas, las células necesitan una gran cantidad de energía por gen para poder producirlas, por lo cual, mientras más genes adquieren, menos cosas pueden hacer con ellos, tienen menos energía disponible por gen y se ven en desventaja con las demás.

Para crecer más grandes, las bacterias tienen que generar más energía, y la única manera de hacerlo es expandiendo el área de la membrana celular, pero para mantener el control de todo el potencial de la membrana cuando esta se expande, también se deben de tener más copias del genoma entero, lo que significa que realmente no se gana más energía por gen. Este fue el inconveniente que impidió que las células procariontes pudieran crecer e incrementar su información genética, imposibilitando la evolución constante y progresiva de las células por mucho tiempo.

Después de que surgió la vida en los océanos, las células simples no fueron capaces de evolucionar progresivamente debido a este gran inconveniente, y se mantuvieron prácticamente igual por unos 2500 millones de años. Si hubieran evolucionado gradualmente, habría una increíble variedad de células así como la hay de especies de animales que han ido evolucionando. En cambio, sólo se ha encontrado un único tipo de célula que conforma a todos estos seres vivos, un único ancestro en común.

Tuvo que ocurrir un extraño accidente para que las células procariontes se transformaran en células más complejas. Hace unos 2000 millones de años, una célula simple terminó dentro de otra en lo que se cree que fue un intento fallido de fagocitosis. Con el tiempo, la célula grande fue despojando a la chica de sus genes y la célula ingerida se fue especializando únicamente en obtener energía. Esto permitió una endosimbiosis en donde la célula grande aumentó su energía por gen, y su genoma se expandió considerablemente. Se convirtió en una célula eucarionte con mitocondria, y fue libre de acumular más energía ATP y crecer más que las células normales, obteniendo una ventaja considerable sobre las demás. Gracias a la mitocondria, estos genomas gigantescos permitieron la evolución de sistemas cada vez más complejos, dando lugar a la gran variabilidad de especies que existe hoy en día.

Sería sorprendente que la vida no fuera algo usual en el cosmos, ya que está compuesta por los elementos más abundantes del universo. La vida incluso podría ser un proceso inevitable. Sin embargo, el paso de una forma de vida simple a otra más compleja es un evento mucho más complicado de lograr, y sin la obtención de la mitocondria, no se podría haber logrado en nuestro planeta. Es probable que nisiquiera una intensa selección natural operando en infinitas poblaciones de bacterias a lo largo de miles de millones de años pueda dar origen a formas tan complejas de vida. Por lo tanto, en nuestra búsqueda por descubrir nuevas formas de vida más allá del planeta, lo más probable es que sólo lleguemos a encontrar formas simples de organismos unicelulares, ya que el salto hacia la vida compleja, mas que lograrse por evolución, parece haber sido un extraño accidente que ocurrió aquí en la Tierra.

LIFE: IS IT INEVITABLE OR JUST A FLUKE? NICK LANE. NEW SCIENTIST, 25 JUNE 2012.