23.1A: Eucariotas Tempranos

Objetivos de aprendizaje

• Discutir los orígenes de los eucariotas en términos de la línea de tiempo geológica

Orígenes de los eucariotas

Los humanos han estado familiarizados con los organismos macroscópicos (organismos lo suficientemente grandes como para ver a simple vista) desde antes de que existiera una historia escrita. Es probable que la mayoría de las culturas distinguieran entre animales y plantas terrestres, pero muy probablemente incluyeron los hongos macroscópicos como plantas. Por lo tanto, se convirtió en un reto interesante lidiar con el mundo de los microorganismos una vez que se desarrollaron los microscopios hace unos siglos. A lo largo de los últimos siglos se utilizaron muchos esquemas de nomenclatura diferentes, pero se ha convertido en la práctica más común referirse a eucariotas que no son plantas terrestres, animales, u hongos como protistas.

La mayoría de los protistas son organismos microscópicos, unicelulares que abundan en el suelo, el agua dulce, salobre y los ambientes marinos. También son comunes en los tractos digestivos de los animales y en los tejidos vasculares de las plantas. Otros invaden las células de otros protistas, animales y plantas. No todos los protistas son microscópicos. Algunos tienen enormes células macroscópicas, como los plasmodios (amebas gigantes) de los mohos del limo mixomiceto o la alga verde marina Caulerpa, que puede tener células individuales que pueden tener varios metros de tamaño. Algunos protistas son multicelulares, como las algas rojas, verdes y marrones. Es entre los protistas donde se encuentra la riqueza de las formas en que los organismos pueden crecer. Se encuentran entre los primeros organismos en evolucionar con el surgimiento de los eucariotas.

Eucariotas en un marco de tiempo geológico

La evidencia fósil más antigua de eucariotas, células que miden 10 µm o más, tiene alrededor de 2 mil millones de años. Todos los fósiles más antiguos que este parecen ser procariotas. Es probable que los eucariotas actuales desciendan de un antepasado que tenía una organización celular procariota. El último ancestro común (ACV) de la Eukarya actual tenía varias características que incluían: células con núcleos que se dividían mitóticamente y contenían cromosomas lineales donde el ADN se asociaba con histonas; un sistema citoesqueleto y endomembrana; y la capacidad de hacer cilia/flagelos durante al menos parte de su ciclo de vida. El LCA era aeróbico porque tenía mitocondrias que eran el resultado de una alfa-proteobacteria aeróbica que vivía dentro de una célula hospedadora. Se desconoce si este huésped tenía un núcleo en el momento de la simbiosis inicial. El ACV pudo haber tenido una pared celular durante al menos parte de su ciclo de vida, pero se necesitan más datos para confirmar esta hipótesis. Los eucariotas actuales son muy diversos en sus formas, organización, ciclos de vida y número de células por individuo.

Si bien la atmósfera actual es de aproximadamente una quinta parte del oxígeno molecular (O ₂), la evidencia geológica muestra que originalmente carecía de O ₂. Sin oxígeno, no se esperaría la respiración aeróbica; los seres vivos habrían dependido de la fermentación en su lugar. En algún momento antes de hace unos 3.5 mil millones de años, algunos procariotas evolucionaron la capacidad de fotosintetizar. Las cianobacterias utilizaron el agua como fuente de hidrógeno y liberaron O ₂ como producto de desecho. Originalmente, los ambientes ricos en oxígeno probablemente estaban localizados alrededor de lugares donde las cianobacterias estaban activas, pero hace aproximadamente 2 mil millones de años, la evidencia geológica muestra que el oxígeno se estaba acumulando hasta concentraciones más altas en la atmósfera. Los niveles de oxígeno similares a los niveles actuales solo surgieron en los últimos 700 millones de años. Recordemos que los primeros fósiles que creemos que son eucariotas datan de cerca de 2 mil millones de años, por lo que aparecieron a medida que los niveles de oxígeno iban en aumento.

Figura\(\PageIndex{1}\): Variedades protistas: Los protistas van desde la microscópica unicelular (a) Acanthocystis turfacea y la (b) Tetrahymena thermophila ciliada, ambas visualizadas aquí mediante microscopía óptica, hasta las enormes algas (c) multicelulares (Chromalveolata) que se extienden por cientos de pies en bajo el agua” bosques. ”

Puntos Clave

• En una línea de tiempo geológico, los protistas se encuentran entre los primeros organismos que evolucionaron después de los procariotas.
• Los eucariotas actuales evolucionaron a partir de un ancestro común con las siguientes características: un núcleo que se dividió vía mitosis, ADN asociado a histonas, un sistema citoesqueleto y endomembrana, la capacidad de hacer cilia/flagelos.
• Los protistas varían ampliamente en tamaño, desde células individuales de aproximadamente 10 µm de tamaño hasta algas multicelulares que son visibles a simple vista.

Términos Clave

• cianobacterias: microorganismos procariotas fotosintéticos, del filo Cianobacterias, antes conocidas como algas verdeazuladas
• aeróbico: vivir u ocurrir solo en presencia de oxígeno
• endomembrana: todos los componentes membranosos dentro de una célula eucariota, incluyendo la envoltura nuclear, retículo endoplásico y aparato de Golgi