Los procariotas en cambio, son en su mayor parte diminutas esferas, cilindros o espirales. Algunas bacterias forman filamentos sencillos de c\u00e9lulas unidas por sus extremos, pero son muy pocas las que llegan a construir estructuras multicelulares m\u00e1s complejas.<\/p>\n
El tama\u00f1o y la forma sin duda dan la ventaja a los eucariotas, pero la morfolog\u00eda es s\u00f3lo uno de los criterios posibles para medir la importancia ecol\u00f3gica. El metabolismo \u2013el modo como un organismo obtiene materia y energ\u00eda- es otro criterio, y de acuerdo con este son los procariotas los que destacan por su diversidad. Los organismos eucariotas b\u00e1sicamente viven de algunos de los tres modos siguientes:<\/p>\n
Algunos organismos, incluidos nosotros mismos, somos heter\u00f3trofos, es decir, obtenemos tanto el Carbono como la Energ\u00eda que necesitamos para el crecimiento de ingerir mol\u00e9culas org\u00e1nicas producidas por otros organismos. Para obtener energ\u00eda, nuestras c\u00e9lulas utilizan ox\u00edgeno para descomponer az\u00facares en di\u00f3xido de carbono y agua mediante el proceso denominado respiraci\u00f3n aer\u00f3bica (es decir, que utiliza ox\u00edgeno). En caso de necesidad, podemos conseguir un poco de energ\u00eda por medio de un segundo tipo de metabolismo llamado fermentaci\u00f3n, un proceso anaer\u00f3bico (sin ox\u00edgeno) por el que una mol\u00e9cula org\u00e1nica se descompone en dos (s\u00f3lo las levaduras y unos pocos eucariotas m\u00e1s viven fundamentalmente con este metabolismo). El tercer tipo principal de metabolismo energ\u00e9tico que se encuentra en los eucariotas es la fotos\u00edntesis que realiza las plantas y las algas: la clorofila y otros pigmentos asociados captan la energ\u00eda del Sol, y esta permite a las plantas fijar di\u00f3xido de carbono en forma de materia org\u00e1nica. Para convertir luz en energ\u00eda bioqu\u00edmica las plantas necesitan un electr\u00f3n<\/a>, que proporciona el agua, y en el proceso se libera ox\u00edgeno como producto secundario.<\/p>\n En comparaci\u00f3n a esas tres formas de metabolismo eucariota, la diversidad metab\u00f3lica de los microorganismos procariotas, vence por una mayor\u00eda aplastante, y, un aspecto clave para explorar la historia e la vida primigenia est\u00e1, precisamente, en las numerosas formas de metabolismo que utilizan los procariotas para vivir. A medida que nos adentramos en ese saber, el asombro nos embarga y la fascinaci\u00f3n de lo que parece imposible, nos lleva a considerar que, en la Naturaleza, ninguna maravilla que podamos encontrar puede ya ser negada por nuestra racionalidad que, debe dejar de lado eso que se llama sentido com\u00fan utilizado en el mundo cotidiano, para ir m\u00e1s all\u00e1 y, poder mirar las cosas con otra amplitud de miras que pueda admitir que, \u201clo imposible\u201d, seguramente no existe en el Universo.<\/p>\n Al igual que los eucariotas, muchas bacterias respiran oxigeno. Pero otras bacterias utilizan para la respiraci\u00f3n Nitrato disuelto (NO\u2083\u207b) en lugar de Ox\u00edgeno, y a\u00fan otras utilizan iones sulfato (SO\u2084\u00b2\u207b) u \u00f3xidos met\u00e1licos de hierro o manganeso. Unos pocos procariotas pueden incluso utilizar CO\u2082 que hacen reaccionar con \u00e1cido ac\u00e9tico en un proceso que genera gas natural, que es el gas metano (CH\u2084) \u2013como el detectado en Marte-. Los organismos procariotas han desarrollado adem\u00e1s toda suerte de reacciones de fermentaci\u00f3n.<\/p>\n Las bacterias tambi\u00e9n exhiben variaciones sobre el tema de la fotos\u00edntesis. Las cianobacterias, un grupo de bacterias fotosint\u00e9ticas te\u00f1idas de color verde azulado por la clorofila y otros pigmentos, captan la luz del Sol y fijan CO\u2082 de forma muy parecida a como lo hacen las algas y plantas terrestres eucariotas. Sin embargo, cuando en el medio hay sulfuro de Hidr\u00f3geno (H\u2082S, bien conocido por su caracter\u00edstico olor a \u201chuevos podridos\u201d), muchas cianobacterias utilizan este gas en lugar de agua para obtener los electrones<\/a> que requieren la fotos\u00edntesis. Como producto secundario se forman entonces azufre y sulfato, no ox\u00edgeno.<\/p>\n Las cianobacterias constituyen s\u00f3lo uno de los cinco grupos distintos de bacterias fotosint\u00e9ticas. En los otros grupos, el aporte de electrones<\/a> por H\u2082S, gas hidr\u00f3geno (H2<\/sub>) o mol\u00e9culas org\u00e1nicas es obligado, y nunca se produce ox\u00edgeno. Estas bacterias fotosint\u00e9ticas captan la luz con bacterioclorofila en lugar de la clorofila, m\u00e1s familiar. Algunas utilizan los mismos procesos bioqu\u00edmicos que las cianobacterias y las plantas verdes para fijar di\u00f3xido de carbono, pero otras usan v\u00edas metab\u00f3licas muy distintas, y un tercer grupo se sirve de una fuente de carbono org\u00e1nico en lugar de CO2<\/sub>.<\/p>\n Las variaciones bacterianas sobre temas metab\u00f3licos de la respiraci\u00f3n, la fermentaci\u00f3n, y la fotos\u00edntesis son, pues, impresionantes, pero los organismos procari\u00f3ticos han desarrollado todav\u00eda otro modo de crecer que es completamente desconocido en los eucariotas: la quimios\u00edntesis. Como los organismos fotosint\u00e9ticos, los microbios quimiosint\u00e9ticos toman el Carbono del CO\u2082, pero obtienen la energ\u00eda de reacciones qu\u00edmicas y no de la radiaci\u00f3n solar, lo que consiguen combinando ox\u00edgeno o nitrato (o, de forma menos frecuente, el sulfato, el hierro (oxidado) oxidizado o el manganeso) se combina con gas hidr\u00f3geno, metano o formas reducidas de hierro, sulfuro o nitr\u00f3geno de tal modo que la c\u00e9lula capta la energ\u00eda desprendida por la reacci\u00f3n. Los procariotas metanog\u00e9nicos resultan de particular inter\u00e9s para la ecolog\u00eda y la evoluci\u00f3n; estas diminutas c\u00e9lulas extraen energ\u00eda de una reacci\u00f3n entre hidr\u00f3geno y di\u00f3xido de carbono en la que se libera el metano.<\/p>\n Las v\u00edas metab\u00f3licas de los procariotas sustentan los ciclos (biol\u00f3gicos) bioqu\u00edmicos que mantienen la Tierra en su condici\u00f3n de planeta habitable. Fij\u00e9monos por ejemplo en el di\u00f3xido de carbono. Los volcanes aportan CO\u2082 a los oc\u00e9anos y la atm\u00f3sfera, pero la fotos\u00edntesis le sustrae a un ritmo m\u00e1s r\u00e1pido. Tan r\u00e1pido, de hecho, que los organismos fotosint\u00e9ticos podr\u00edan desproveer de CO\u2082 a la atm\u00f3sfera actual en poco menos de una d\u00e9cada. Naturalmente no ocurre as\u00ed, y ello se debe sobre todo a que esencialmente la respiraci\u00f3n realiza la reacci\u00f3n fotosint\u00e9tica en sentido inverso. Mientras que los organismos fotosint\u00e9ticos hacen reaccionar CO\u2082 con agua para producir az\u00facares y ox\u00edgeno, los seres vivos que respiran (entre los que estamos nosotros, los humanos) hacen reaccionar az\u00facar con ox\u00edgeno y en el proceso libera agua y di\u00f3xido de carbono. Conjuntamente, la fotos\u00edntesis y la respiraci\u00f3n reciclan el carbono en la biosfera y sostiene as\u00ed la vida y su ambiente a lo largo del tiempo.<\/p>\n No es dif\u00edcil imaginar un ciclo del carbono simple en el cual las cianobacterias\u00a0 fijen CO\u2082 en forma de materia org\u00e1nica y suministren ox\u00edgeno al medio mientras\u00a0 que las bacterias\u00a0 no fotosint\u00e9ticas hacen lo contrario, al respirar ox\u00edgeno y regenerar el CO\u2082. Las plantas y las algas pueden realizar la misma funci\u00f3n que las cianobacterias, y los protozoos, los hongos y los animales pueden sustituir a las bacterias respiradoras (en ese sentido los procariotas y los eucariotas son funcionalmente equivalentes).<\/p>\n Pero dejemos que algunas c\u00e9lulas caigan hasta el fondo del oc\u00e9ano y queden enterradas en sedimentos desprovistos de ox\u00edgeno. Aqu\u00ed las limitaciones del metabolismo eucariota resultan evidentes, pues se necesitan reacciones que no consuman ox\u00edgeno (reacciones anaer\u00f3bicas) para completar el ciclo del carbono. En los actuales sedimentos del fondo oce\u00e1nico, la reducci\u00f3n de sulfato y la respiraci\u00f3n con hierro y manganeso son tan importantes como la respiraci\u00f3n aer\u00f3bica en el reciclado de la materia org\u00e1nica. En t\u00e9rminos m\u00e1s generales, all\u00ed donde el carbono transita por medios faltos de ox\u00edgeno, las bacterias son esenciales para completar el ciclo del carbono.<\/p>\n El valor fundamental de los procariotas se extiende tambi\u00e9n a otros elementos de importancia biol\u00f3gica. De hecho, en los ciclos biogeoqu\u00edmicos\u00a0 del azufre y el nitr\u00f3geno, todas las v\u00edas metab\u00f3licas importantes para el reciclado de estos elementos son procariotas.<\/p>\n Pensemos en particular en el Nitr\u00f3geno, un elemento esencial necesario para la s\u00edntesis de prote\u00ednas, \u00e1cidos nucleicos y otros compuestos biol\u00f3gicos. Vivimos inmersos en gas nitr\u00f3geno. (El aire est\u00e1 compuesto en un 80 por 100 de su volumen por gas nitr\u00f3geno). Pero este gigantesco almac\u00e9n de nitr\u00f3geno no se encuentra biol\u00f3gicamente disponible para nosotros, que, como el resto de los animales, obtenemos el nitr\u00f3geno que necesitamos consumiendo otros organismos. Y el gas nitr\u00f3geno s\u00f3lo podemos asumirlo de esa manera.<\/p>\n Las plantas pueden absorber amonio (NH\u2084\u207a) o nitrato del suelo, pero \u00bfc\u00f3mo llegan estos compuestos hasta all\u00ed? El amonio se libera durante la descomposici\u00f3n de c\u00e9lulas muertas; el nitrato, a su vez, es producido por bacterias que oxidan amonio. En medios ricos en ox\u00edgeno el nitrato resultante queda disponible para las plantas (o, en ecosistemas acu\u00e1ticos, para las algas y las cianobacterias), pero en los suelos anegados y otros ambientes pobres en 0\u2082 otras bacterias usan nitrato para respirar y devuelven gas nitr\u00f3geno a la reserva atmosf\u00e9rica de N\u2082. (Buena parte del nitrato que se aporta a los campos con los abonos tienen este destino).<\/p>\n Bueno, ya dec\u00eda antes que los ciclos del carbono, nitr\u00f3geno, azufre y otros elementos se encuentran ligados entre s\u00ed formando un complejo sistema que controla el pulso biol\u00f3gico del planeta.<\/p>\n De todas las maneras, a estas alturas tenemos muy claro que, las plantas y los animales evolucionaron para hacerse un hueco en un mundo procariota y no al rev\u00e9s. Nuestro mundo es procariota, y no en el sentido trivial de que hay muchas c\u00e9lulas procariotas. Los metabolismos procariotas conforman los circuitos ecol\u00f3gicos fundamentales de la vida. Son las bacterias, y no los mam\u00edferos, los que sustentan el funcionamiento eficiente y persistente de la biosfera.<\/p>\n Para saber quienes debemos profundizar en los tres dominios m\u00e1s destacados de la vida: Eucariota, Bacterias y Arqueas que pueden conformar un \u00e1rbol de la vida aceptable a grandes rasgos.<\/p>\n En la rama eucariota, en su c\u00faspide, aparecen los animales que seguidos de plantas, hongos, eugl\u00e9nidos, ciliados, hongos mucilaginosos, parabas\u00e1lidos y diloplomonadas, conforman el dominio al que pertenecemos de c\u00e9lulas grandes y nucleadas.<\/p>\n En el dominio de las bacterias nos encontramos con una amplia serie de miembros fotosintetizadores como las Flexibacterias,Heliobacterias,Cainobacterias,Bacterias p\u00farpuras, Flavobacterias, bacterias verdes del azufre, Thermodesuflobacterium, Aquiflex y Thermotoga.<\/p>\n \u00a0En los arqueas tenemos: Desulfuro coccus, Pyrodictium, Sulfolobus,Thermoproteus,Pyrobacculum,Pyrococcus,Thermoplasma<\/a>,Halobacterias, la familia de los metal\u00f3genos.<\/p>\n Tanto en el dominio de las Bacterias como en el de las arqueas se encuentran ramas de hiperterm\u00f3filos, es decir, organismos que viven a altas temperaturas.<\/p>\n Las arqueas tienen organizaci\u00f3n celular procariota, y durante muchos a\u00f1os los organismos de estas ramas se consideraron (en la poca medida en que se consideraron) bacterias de metabolismo peculiar. Peor la comparaci\u00f3n de los genes del ARN ribos\u00f3mico sugiere que estos microbios son tan distintos de las bacterias convencionales como las bacterias de los eucariotas. Lo que es m\u00e1s, el \u00e1rbol indica que los arqueas se encuentran m\u00e1s estrechamente emparentados con los eucariotas que con las bacterias.<\/p>\n En 1996 se public\u00f3 el genoma completo (la informaci\u00f3n codificada en el ADN) de la Arquea Methanococcus Janaschii, lo que puso de manifiesto que estos microbios comparten \u00fanicamente del once al diecisiete por ciento de sus genes con las bacterias cuyos genomas han sido secuenciados.<\/p>\n M\u00e1s del cincuenta por ciento de sus genes se desconocen tanto en eucariotas como en bacterias, lo que confirma que las arqueas son marcadamente distintas de los organismos de los otros dominios. Las arqueas, sin embargo, comparten con las bacterias algunos rasgos importantes, como (el m\u00e1s obvio) la organizaci\u00f3n celular procariota, la estructura molecular del ribosoma y la disposici\u00f3n de los genes en un \u00fanico cromosoma circular. Por otro lado, las arqueas comparten con los eucariotas atributos como los detalles moleculares de la transcripci\u00f3n del ADN y la susceptibilidad a antibi\u00f3ticos espec\u00edficos. Y aun hay otros rasgos que comparten las bacterias y los eucariotas, pero no las arqueas, entre los que destaca la naturaleza de la membrana celular.<\/p>\n \u00bfC\u00f3mo podemos entonces determinar qu\u00e9 grupo est\u00e1 m\u00e1s estrechamente emparentado con otro? Dicho de otra forma, \u00bfd\u00f3nde situamos la ra\u00edz del \u00e1rbol? En un \u00e1rbol de tres ramas no puede situarse la ra\u00edz por m\u00e9todos convencionales, como una consideraci\u00f3n algo m\u00e1s profunda de la distribuci\u00f3n de caracteres que pone en evidencia. Los rasgos como el ATP o el c\u00f3digo gen\u00e9tico que son compartidos por los tres dominios no aportan informaci\u00f3n alguna acerca de las relaciones geneal\u00f3gicas, pero permiten inferir la naturaleza del \u00faltimo antepasado com\u00fan de las tres ramas.<\/p>\n Est\u00e1 claro que, el camino que nos queda por recorrer es largo, hasta que podamos llegar a saber sobre los enigmas que el \u00e1rbol de la vida nos presenta, muchos estudios, observaciones, investigaci\u00f3n y experimentos est\u00e1n pendientes de realizarse para confirmar o negar teor\u00edas que circulan y, por otra parte, para desvelar misterios desconocidos.<\/p>\n Sabemos que la rama bacteriana del \u00e1rbol est\u00e1 profundamente ramificada; en la actualidad conocemos al menos treinta grupos principales de bacterias, cada uno de ellos m\u00e1s o menos equivalente a los reinos animal y vegetal que los bi\u00f3logos han reconocido tradicionalmente. Se encuentran representados en esta rama la mayor\u00eda de los metabolismos rese\u00f1ados a lo largo de este trabajo. La fotos\u00edntesis, en particular, es una forma de metabolismo caracter\u00edsticamente bacteriana. De qu\u00e9 modo podemos reconciliar esto con la obvia presencia de fotos\u00edntesis en plantas y algas eucariotas. Desde luego, es una de las grandes historias de la Biolog\u00eda evolutiva que merece ser expuesta aqu\u00ed.<\/p>\n Tenemos que destacar, no obstante, que los linajes protosint\u00e9ticos adornan \u00fanicamente las ramitas m\u00e1s altas de la rama bacteriana, lo que nos lleva a pensar que los ecosistemas m\u00e1s antiguos de la Tierra eran fundamentalmente distintos de los que nos rodean en la actualidad, cuando la fotos\u00edntesis impulsa la Biolog\u00eda en la mayor\u00eda de h\u00e1bitats. El motor de la vida primigenia debe haberse alimentado por quiomis\u00edntesis, como indica el hecho de que las ramas m\u00e1s antiguas que conocemos del \u00e1rbol, bacteriano contengan organismos quimiosint\u00e9ticos y heter\u00f3trofos, muchos de los cuales viven en ambientes de temperatura elevada y desprovistos, o casi desprovistos, de ox\u00edgeno.<\/p>\n A diferencia de las bacterias, las arqueas contienen \u00fanicamente dos grupos principales, aunque comienzan a insinuarse otros que todav\u00eda est\u00e1n por caracterizar. Una de estas ramas est\u00e1 dominada por organismos metan\u00f3genos. La mayor\u00eda de las criaturas de esta rama son productores de metano obligados, pero en al menos tres linajes la evoluci\u00f3n ha producido un repertorio metab\u00f3lico m\u00e1s diverso en el que se incluye la respiraci\u00f3n.<\/p>\n Como podemos deducir de todo lo que antecede, no es dif\u00edcil de imaginar que, algunas formas de vida como las que aqu\u00ed se han descrito, puedan estar asentadas en otros mundos cuyas condiciones puedan ser similares o parecidas a las de la Tierra, y, si no se trata de formas de vida exactamente iguales a las de la Tierra, s\u00ed deben ser muy parecidas en sus dimensiones y metabolismos.<\/p>\n En fin, es un tema tan amplio que, en un simple comentario breve y sencillo como este que nos ocupa, no podemos desarrollar las muchas posibilidades que, desde su fuente hasta el momento presente pueden ser comentadas sobre los muchos aspectos que aqu\u00ed est\u00e1n implicados.<\/p>\n emilio silvera<\/p>\n
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