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De la nada a la vida

27/Feb/2017| Por: Lourdes Verdugo Molina
10:30 » De la nada a la vida IV: La evolución de las plantas

Las plantas, como ya dije en este artículo anterior, son las grandes estrategas de los seres vivos. Y esto es, nada más y nada menos, que para adaptarse a un entorno que en un principio podría jugar en su contra. Las plantas, desde su aparición en el medio terrestre, tuvieron que hacer frente a grandes amenazas, como eran los herbívoros o la necesidad de nuevos mecanismos de reproducción. Es importante entonces, conocer su evolución para saber cómo han llegado a ser tal y como las conocemos hoy en día.

Las algas y su evolución hacia el medio terrestre

Hoy día aún no existe una clara clasificación de las algas. Se habla de la existencia de tres grupos monofiléticos: algas rojas, algas pardas y algas verdes. Aunque en artículos posteriores profundizaré más sobre ellas, aquí quiero hacer especialmente hincapié en las algas verdes, de las cuales se considera que vienen las plantas que conocemos hoy en día.

La evolución a las plevoluciónantas terrestres se dio a partir de un alga verde, se cree que de la Chara, un alga que tiene una forma muy similar a las plantas que acostumbramos a ver, ya bien sea porque desarrolla un “tallo” con ramificación más compleja que la dicotómica o por su similitud con las hojas. Se trataría de un alga de agua dulce que daría lugar a las briofitas (Lo que conocemos como musgo).

Las briofitas no pueden vivir aisladas de un medio acuático o, como mínimo, un medio muy húmedo. Ésto se debe a que su proceso de reproducción por esporas aún es dependiente en parte del agua. Y de que, además, no son plantas vasculares, por lo que no podrían transportar las sustancias a las diferentes zonas del organismo. Se trata del primer grupo en diversificarse y actualmente, el más diverso detrás de las angiospermas.

Los helechos: Los grandes bosques del carbonífero

Las primeras plantas terrestres en desarrollar un sistema vascular fueron los helechos. En estas plantas, a diferencia de las briofitas, predominaba el esporofito y no el gametofito como había sido hasta ese entonces. Las primeras plantas tenían una ramificaciónevolución, muy simple, y sus hojas eran, en esencia microfilos (Muy pequeñas).

Hasta hace relativamente poco tiempo, los helechos se encontraban formando un grupo polifilético: la división pteridofitas. Actualmente este grupo se ha dividido en cuatro, dependiendo del grado de evolución: Psilofitas, muy antiguas, casi todas fósiles; licopodiofitas, especies que formaron los grandes bosques de helechos del carbonífero; artrofitas, como la cola de caballo; y pteridofitas, los helechos tal y como los conocemos hoy en día.

Las plantas con semillas: gimnospermas y angiospermas

Las primeras plantas con semillas aparecieron en el devónico. Son las conocidas como helechos con semillas, mucho más parecidas a los helechos quEvolucióne a las gimnospermas. Supuso una gran novedad evolutiva, ya que el gametofito se había reducido y cerrado formándose una estructura mucho más resistente: la semilla. Ésto, sumado a la posterior aparición de un nuevo proceso de dispersión, conocido como la polinización, permitió que las plantas se independizaran totalmente del medio acuático.

Las angiospermas fueron las últimas en aparecer, se cree que descendientes de las antofitas. Actualmente son el grupo más diversificado y eso se debe principalmente a su co-evolución con los insectos. A diferencia de las gimnospermas, las cuales se reproducen mayoritariamente por el viento, las angiospermas han tenido que adaptarse, buscando ser atractivas hacia los polinizadores. Además de todo ello, aparece también el fruto, lo que resulta un mecanismo atractivo para la dispersión de semillas.

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20/Feb/2017| Por: Lourdes Verdugo Molina
10:30 » De la nada a la vida III: La aparición de los animales

La diversificación de los seres pluricelulares llevó a la aparición de diferentes grupos, entre ellos los animales. Se trata de seres vivos que van a poseer una serie de características básicas que los diferencian, es decir,  al menos durante una etapa de su vida van a tener la posibilidad de moverse, van a reproducirse sexualmente por anisogamia y sus células  van a poder establecer uniones estrechas.

Generalidades de la evolución animal:

El proceso evolutivo generó individuos que acabaron diversificando en los que hoy en día conocemos. Para empezar tenemos que establecer que vamos a encontrar dos tipos de animales:

  • Diblásticos: Animales en los cuales sólo aparecen dos hojas embrionarias, el endodermo y el ectodermo. Esto va a generar que sólo puedan desarrollar unas características más básicas. Por eso, en este grupo se encontrarían, los cnidarios, el grupo que se considera de los primeros en  desarrollarse.
  • Triblásticos: Animales con tres capas embrionarias: El endodermo, el ectodermo y el mesodermo. Se trata de animales con simetría bilateral en la mayoría de los casos. Estos animales pueden tener un mayor desarrollo. Se trata de un grupo monofilético al que pertenecen la mayoría de los animales actuales. Dentro de éste podemos encontrar dos grupos:
    • Protóstomos: El blastoporo forma la boca.
    • Deuteróstomos: El blastoporo forma el ano.

Los primeros animales:

AnimalesNo se sabe con exactitud cuáles fueron los primeros animales en aparecer, aunque sí podemos afirmar que esta aparición se dio en el medio marino. Aun así, se cree que los primeros en aparecer pudieron ser las esponjas, constituidas gracias a la formación de colonias de coanoflagelados.

La diversificación de las plantas y la salida de las mismas del medio marino, llevó a una mayor cantidad de oxígeno en el planeta tierra y que se formase la capa de ozono. La existencia de la capa de ozono hizo disminuir la radiación y ésto, además de la cantidad de recursos que abundaban en el medio terrestre, hizo que los animales comenzaran su diversificación en el exterior.

Diversificación animal:

A partir de este punto los animales que empezaron a habitar en el medio terrestre comenzaron su expansión y diversificación.  Muchos de ellos se especializaron en diferentes ámbitos y se adaptaron a los diferentes ambientes a colonizar.

Los primeros que aparecieron en el medio terrestre fueron los artrópodos, que estaban protegidos con un exoesqueleto. Éstos establecieron una serie de relaciones con las plantas que en ese entonces gobernaban el entorno, estableciéndose una co-evolución entre ellos. La no existencia de competencia generó que pudiesen darse insectos gigantes, como las meganeuras.

No hay que olvidar que en el medio acuático seguía la diversificación de los organismos. Aparecen peces dotados de un esqueleto cartilaginoso, como son los tiburones. Es de los peces de los cuales surgirían los anfibios posteriormente, que podían respirar tanto dentro como fuera del agua.

Y es a partir de ellos de donde surgirían los reptiles y los mamíferos. Hay que tener en cuenta que las aves son un grupo derivados de los reptiles, mucho más similares con ellos que con el resto de los grupos.

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13/Feb/2017| Por: Lourdes Verdugo Molina
10:30 » De la nada a la vida II: Los organismos pluricelulares

La aparición de la célula eucariota, más compleja, dio vía libre a una gran diversificación de los organismos vivos. Y es que a partir de ellas se formarían los seres pluricelulares que terminaría derivando en las especies que conocemos hoy en día.

Ventajas y problemas de la pluricelularidad:

Una de las principales ventajas que aportaba la pluricelularidad a los seres vivos fue que generó que las diferentes células que conforpluricelularesmaban a los seres vivos pudiesen diferenciarse. Todo ello para poder ejercer diferentes funciones que permitían al organismo un mejor desarrollo y adaptación a un medio más complejo. Sin embargo, el hecho de la diferenciación también implica un nuevo motivo por el cual las células no podrían vivir separadas: Ahora, dependerían las unas de las otras. Por ello, las células ganarían en eficiencia, pero perderían parte de sus habilidades individuales.
La pluricelularidad también llevó a la aparición de organismos cada vez de mayor tamaño y con una organización más compleja en los que las capas más superficiales serían las únicas que podrían realizar un intercambio de sustancias con el medio. Esto derivó en que las células tuviesen que desarrollar mecanismos más eficientes para el intercambio de sustancias, como cambiar su relación superficie/volumen.
Sin embargo, uno de los grandes problemas a los que tuvo que hacer frente la pluricelularidad fue a la reproducción. Al establecerse el organismo en diferentes capas, solo los habitantes de las capas superficiales tendrían la posibilidad de reproducirse. Esto hace que se desarrollen células especializadas en el proceso reproductivo: Los gametos.

Hipótesis formación seres pluricelulares

Los organismos pluricelulares se cree que se originaron hace 1000 millones de años atrás en el tiempo. Estas son las hipótesis más aceptadas de la posible aparición de los organismos pluricelulares:

1. Hipótesis colonial

Según Ernst Haeckel los organismos pluricelulares surgirían a partir de colonias de protistas flagelados en las cuales la especialización celular se volvió irreversible. Estas colonias ya no podrían separarse y, de esa manera, se habrían formado los primeros seres pluricelulares.

2. Hipótesis plasmodial

Esta hipótesis afirma que el origen de la pluricelularidad se encuentra en un hongo mucilaginoso que se presenta normalmente formando un plasmodio (Masa plurinucleada). En este plasmodio comenzarían a dividir su contenido celular alrededor de los diferentes núcleos y crearía así un organismo pluricelular.

3. Hipótesis de la fagotropía

Esta hipótesis dice que el origen de los organismos pluricelulares podría estar en un mecanismo de nutrición heterótrofa. En un principio las células consumían nutrientes del medio, pero cuando estos se fueron acabando, muchas de ellas se especializaron en fagocitarse entre ellas como método de alimentación.
Esto habría hecho que los individuos que aún se alimentaban de nutrientes, se agruparan en colonias para no ser depredados por las células con fagocitosis. Y estas colonias habrían terminado derivando en la aparición de seres vivos pluricelulares con diferenciación celular.
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09/Feb/2017| Por: Lourdes Verdugo Molina
11:00 » De la nada a la vida I: La aparición de la célula

Aún no está claro como se produjo el comienzo de la vida. Lo que sí se sabe es que, todo lo que hoy conocemos es así gracias al proceso evolutivo.

La teoría de la evolución es prácticamente un axioma hoy en día. Es extraño el pensar que hace cosa de 200 años la comunidad científica la rechazase, igual que tantas ideas que tiempo después de ser descubiertas fuesen demostradas por otro científico.

Primero se pensaba que la vida se formaba en un proceso conocido como “generación espontánea“. Básicamente se trataba de un proceso en el cual, si tu generabas las condiciones adecuadas, la vida surgía de la nada, de la materia inerte. Spallanzani  demostró que no existía la generación espontánea, con su correspondiente crítica por parte de la comunidad científica.

Cuando Darwin empezó a hablar sobre la evolución, la comunidad científica se le echó encima ¿Qué locura estaba diciendo? Sin embargo, con el tiempo, comenzó a tener muchos seguidores. Tanto fue así que hoy día podemos conocer la historia aproximada de como surgió la vida en la tierra gracias a la evolución.

El surgimiento de la vida

El tiempo en la tierra está dividido en eones, que no están delimitados por un tiempo determinado, sino que comienzan o finalizan por eventos puntuales. En primevidar lugar nos encontramos el hadeano, que es en el que se forma la tierra y, se cree, aparece la vida.

Los estromatolitos son los primeros fósiles que se han encontrado en la tierra. Corresponden con el final de este eón y el comienzo del siguiente: el arcaico. Se trata de organismos procariotas, con unas características muy básicas: Apenas tenían un cromosoma circular y pocos orgánulos.

Nuevos mecanismos: La fotosíntesis y la respiración aerobia

En este nuevo eón se producirá también la aparición de unas células con un proceso muy curioso: La fotosíntesis. En principio no se trataba de una fotosíntesis que utilizase el CO2 y generase O2. No fue hasta el final de este eón cuando se desarrolla esta fotosíntesis y los océanos se llenan de algas cianofíceas que generan el oxígeno suficiente para formar la capa de ozono.

Con esto pasamos a el proterozoico. Para empezar nos encontramos con una tierra con unas mayores cantidades de oxígeno, lo que va a generar la aparición de nuevos métodos de respiración (Entendiendo tal como el proceso por el cual los organismos oxidan los materiales hasta obtener energía). Aparece entonces la respiración aerobia, mucho más eficiente que la anaerobia, ya que puede degradar por completo las moléculas de azucares.

La célula eucariota: Una nueva forma de vida más eficiente

La acumulación de oxígeno también va a derivar en la formación de la capa de ozono, llegando entonces menos radiación a nuestros primeros organismos. Se puede formar entonces la célula conocida como eucariota, más grande y compleja que las existentes hasta el momento. (1800 m.a.).

Se forma por un proceso llamado endosimbiosis (Margulis), en el cual una célula fagocitaría a otra con unas características que le convenían (Respiración aerobia, fotosíntesis) y estas terminarían incluyéndose a un nivel que pueden ser consideradas un orgánulo más.

La evolución es tan compleja  que desde el origen de esta célula hasta que aparecieron los primeros seres pluricelulares tuvieron que pasar 800 m.a. Desde ahí hasta entonces animales, plantas y demás seres vivos han estado evolucionando y convirtiéndose en lo que hoy conocemos, pero para saber más, deberéis esperar a la próxima entrada.

 

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