Origen de la vida y modelos de clasificación

Desde cero: preguntas distintas sobre el origen

La generación espontánea histórica sostenía que organismos completos podían surgir de materia sin progenitores en condiciones ordinarias, por ejemplo en alimento en descomposición. Experimentos controlados, como los de Pasteur con caldos, mostraron la importancia de la contaminación por microorganismos preexistentes. Esa evidencia refuta ese surgimiento cotidiano en las condiciones ensayadas; no reproduce toda la historia temprana de la Tierra.

La propuesta de Oparin-Haldane plantea un origen abiótico gradual mediante evolución química: formación de moléculas orgánicas a partir de sustancias más simples, acumulación, organización y eventual aparición de sistemas precelulares. Sus versiones históricas consideraron condiciones de la Tierra primitiva distintas de las actuales y fuentes de energía como radiación o descargas. No equivale a afirmar que una célula moderna aparece de inmediato en un caldo actual.

Experimentos de química prebiótica, como el de Miller y Urey, obtuvieron moléculas orgánicas en condiciones simuladas. Apoyan la posibilidad de síntesis abiótica de componentes; no crearon organismos vivos ni probaron una única composición exacta de la atmósfera primitiva. Los coacervados son agregados de moléculas que sirvieron como modelos de organización; por sí solos no son células vivas. El recorrido completo hasta la primera vida sigue siendo objeto de investigación.

Aplicación: cinco reinos como modelo histórico

Clasificar requiere explicitar criterios. Tipo celular distingue procariotas, sin núcleo delimitado por membrana, y eucariotas, con núcleo. Organización distingue organismos unicelulares y pluricelulares; nutrición distingue, por ejemplo, fotosíntesis, ingestión de alimento y absorción de sustancias tras digestión externa. Ningún criterio aislado, como tamaño o lugar donde vive, identifica todos los grupos.

En el modelo histórico de cinco reinos, Monera reunía procariotas. Protista agrupaba eucariotas diversos, muchos unicelulares, incluyendo protozoos y numerosas algas. Fungi incluye hongos heterótrofos que absorben nutrientes y poseen típicamente pared con quitina; pueden ser unicelulares, como las levaduras, o pluricelulares. Plantae comprende las plantas, típicamente pluricelulares fotosintéticas con pared de celulosa. Animalia comprende animales pluricelulares heterótrofos por ingestión, cuyas células carecen de pared.

Este modelo es útil para comparar criterios históricos, pero no representa una división definitiva de toda la diversidad. Protista reúne linajes diversos y Monera no distingue los dos grandes grupos procariotas. Las clasificaciones filogenéticas pueden cambiar cuando se incorporan evidencias de parentesco.

Reto: parentesco, dominios y nombres científicos

La clasificación evolutiva busca reflejar parentesco y ancestros comunes. Compara evidencias morfológicas, celulares y moleculares; una apariencia semejante puede surgir por convergencia y no demuestra por sí sola parentesco cercano. Las comparaciones de ARN ribosomal fueron fundamentales para distinguir grandes linajes celulares.

El esquema de tres dominios reconoce Bacteria, Archaea y Eukarya. Bacteria y Archaea son procariotas, pero difieren en rasgos moleculares y celulares; no se distinguen por poseer o no núcleo. No todas las arqueas viven en ambientes extremos. Eukarya reúne organismos eucariotas, incluidos animales, plantas, hongos y diversos linajes antes reunidos como protistas. El antiguo Monera incluía grupos que aquí se separan en Bacteria y Archaea.

Las categorías taxonómicas introductorias, de más general a más particular, son dominio, reino, filo o división, clase, orden, familia, género y especie. El nombre binomial combina género, con inicial mayúscula, y epíteto específico, en minúscula; por ejemplo, Homo sapiens. Compartir género indica la misma categoría de género, pero no necesariamente la misma especie. Los esquemas de reinos siguen sujetos a revisión: el modelo de cinco reinos histórico no debe confundirse con la clasificación molecular en dominios.

Sigue el razonamiento

Dos frascos contienen caldo esterilizado. En uno, el diseño permite entrada de aire pero retiene polvo con microorganismos; en otro, estos pueden llegar al caldo. Si solo el segundo desarrolla crecimiento, la diferencia apoya el papel de la contaminación.

No sería válido concluir que la vida jamás pudo originarse abióticamente en condiciones antiguas distintas. Tampoco basta producir aminoácidos para afirmar que se fabricó una célula con metabolismo y reproducción.

Sigue el razonamiento

Una levadura es unicelular, posee núcleo y obtiene nutrientes por absorción. Aunque sea microscópica, se ubica en Fungi en el modelo de cinco reinos: unicelular no significa necesariamente Monera ni Protista.

Una bacteria carece de núcleo delimitado por membrana. En ese mismo esquema histórico pertenece a Monera. El criterio decisivo aquí es el tipo celular, no que ambas muestras sean pequeñas.

1. ¿Qué distingue la hipótesis de Oparin-Haldane de la generación espontánea histórica?

1. Niega que puedan formarse moléculas orgánicas sin organismos
2. Sostiene que toda célula moderna aparece instantáneamente en cualquier caldo
3. Propone etapas de evolución química bajo condiciones antiguas
4. Afirma que la primera vida tuvo que ser idéntica a un animal actual

2. En el modelo histórico de cinco reinos, ¿qué criterio permite colocar una bacteria en Monera?

1. Es necesariamente pluricelular con tejidos
2. Es microscópica, por lo que ningún organismo pequeño puede tener núcleo
3. Es procariota, sin núcleo delimitado por membrana
4. Tiene pared de quitina y digestión externa

3. ¿Qué afirmación compara correctamente el modelo de tres dominios?

1. Bacteria y Archaea son procariotas; Eukarya reúne eucariotas
2. Archaea posee núcleo y Bacteria no
3. Eukarya incluye solo animales
4. Todas las arqueas viven obligatoriamente en condiciones extremas