Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-483

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El origen e historia evolutiva de la vida 449
células. Las microesferas también pueden absorber materiales de sus al-
rededores (permeabilidad selectiva) y responder a cambios en la presión 
osmótica como si estuvieran cubiertas por membranas, aun cuando no 
contengan lípido.
En 2008, los científi cos construyeron protobiontes en los que las 
membranas de los ácidos grasos y monoglicéridos rodeaban moléculas 
más grandes parecidas a ADN. Dichos protobiontes son impermeables a 
las moléculas genéticas, pero permiten la entrada de moléculas orgánicas 
más pequeñas; es decir, “nutrientes”. Este estudio es signifi cativo porque 
sugiere cómo las primeras células pudieron mantener sus “genes” y ab-
sorber los nutrientes necesarios de su ambiente sin la avanzada estruc-
tura membranosa asociada con las células contemporáneas.
El estudio de los protobiontes muestra que estructuras no vivientes 
relativamente simples tienen algunas de las propiedades de la vida. Sin 
embargo, es un gran paso (o muchos pasos) ir desde los agregados mo-
leculares simples como los protobiontes hasta las células vivientes.
El origen de un metabolismo simple dentro de una 
frontera membranosa pudo ocurrir temprano en la 
evolución de las células
Aunque el lector aprendió muchas cosas acerca de cómo pudieron for-
marse las moléculas orgánicas en la Tierra primitiva, el problema de 
cómo evolucionaron las precélulas en células vivientes sigue sin resol-
verse. Examine un posible escenario (la hipótesis del primer meta-
bolismo) que apoyan el químico Robert Shapiro, de la Universidad de 
Nueva York, y muchos otros. Shapiro plantea que la vida comienza como 
un sistema autosustentable organizado que consiste de reacciones quí-
micas entre moléculas simples encerradas dentro de una frontera; esto 
es, separadas del ambiente externo (FIGURA 21-4a).
Una fuente de energía debe estar disponible para impulsar dichas 
reacciones químicas (y en consecuencia mantener una organización in-
terna diferente del ambiente externo). Para ser autosustentable, la fuente 
de energía debe estar acoplada con la secuencia de reacciones químicas 
(FIGURA 21-4b). (Recuerde cómo el ATP liga reacciones exergónicas y 
endergónicas, como se muestra en la fi gura 7-6).
hierro-azufre. Tales respiraderos hidrotérmicos habrían estado mejor 
protegidos de los efectos catastrófi cos del bombardeo de meteoritos que 
la superfi cie de la Tierra.
En la actualidad, estos manantiales térmicos anaeróbicos producen 
precursores de moléculas biológicas y de “alimento” rico en energía, 
incluidos los compuestos altamente reducidos de ácido sulfh ídrico y 
metano. Estos químicos dan sostén a una diversa comunidad de mi-
croorganismos, almejas, cangrejos, gusanos tubícolas y otros animales 
(vea Preguntas acerca de: Vida sin el Sol, en el capítulo 55).
La comprobación de la hipótesis del mundo de hierro-azufre en los 
respiraderos hidrotérmicos es difícil, pero experimentos de laboratorio 
que simulan las altas presiones y temperaturas que predominan en di-
chos lugares producen resultados intrigantes. Por ejemplo, los sulfuros 
de hierro y níquel catalizan reacciones entre monóxido de carbono y 
ácido sulfúrico, lo que produce ácido acético y otros compuestos orgáni-
cos simples. Además, los experimentos muestran que el amoniaco, uno 
de los precursores de proteínas y ácidos nucleicos, se produce en abun-
dancia, lo que sugiere que los respiraderos eran ambientes ricos en amo-
niaco en el mundo prebiótico y que los primeros organismos pudieron 
formarse en este ambiente aparentemente inhóspito.
Repaso
 ■ ¿Cuáles son los cuatro requisitos para la evolución química y por qué es 
esencial cada uno de ellos?
 ■ ¿Cuál es la hipótesis de la sopa prebiótica?
 ■ ¿En qué difi ere la hipótesis del mundo de hierro-azufre de la hipótesis 
de la sopa prebiótica?
21.2 LAS PRIMERAS CÉLULAS
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
3 Destacar los principales pasos que se considera ocurrieron en el origen 
de las células.
4 Explicar cómo la evolución de los autótrofos fotosintéticos afectó tanto 
a la atmósfera como a otros organismos.
5 Describir la hipótesis de la endosimbiosis en serie.
Después de la formación de los primeros polímeros, ¿pudieron ensam-
blarse de manera espontánea en estructuras más complejas con una 
frontera membranosa exterior? Los científi cos han sintetizado varios 
protobiontes diferentes, que son ensambles parecidos a vesículas de 
polímeros orgánicos producidos abióticamente; es decir, no produci-
dos por organismos. Estos protobiontes se asemejan a células vivientes 
en muchas formas y en consecuencia ofrecen pistas acerca de cómo el 
agregado de moléculas no vivientes complejas dieron ese “gran salto” 
y se convirtieron en células vivientes. Dichos protobiontes presentan 
muchos atributos funcionales y estructurales de las células vivientes. 
Con frecuencia se dividen a la mitad (fi sión binaria) después de haber 
“crecido” lo sufi ciente. Los protobiontes mantienen un ambiente quí-
mico interno que es diferente del ambiente externo (homeostasis) y 
algunos de ellos muestran principios de metabolismo (actividad cata-
lítica). Están muy organizados, si se considera su composición relativa-
mente simple.
Las microesferas son un tipo de protobiontes formadas al agregar 
agua a polipéptidos formados de manera abiótica (FIGURA 21-3). Algu-
nas microesferas son excitables: producen un potencial eléctrico a través 
de su superfi cie, lo que recuerda los gradientes electroquímicos en las 
2 μm
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FIGURA 21-3 Microesferas
Estos diminutos protobiontes muestran algunas de las propiedades 
de la vida.
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	Parte 4 La continuidad de la vida: Evolución 
	21 El origen e historia evolutiva de la vida
	21.1 Evolución química de la tierra primigenia
	En la Tierra primitiva se formaron las moléculas orgánicas
	Repaso
	21.2 Las primeras células
	El origen de un metabolismo simple dentro de una frontera membranosa pudo ocurrir temprano en la evolución de las células