Tipos de limentación en los seres vivos
Los organismos que pertenecen al reino animalia (animales), son heterótrofos es decir su alimentación está basada en diversas fuentes, no pueden hacer su propio alimento, por lo tanto en las cadenas alimenticias son consumidores primarios o secundarios.
Los organismos que pertenecen al reino plantae (plantas), son autótrofos es decir producen su propio alimento a través de la fotosíntesis transformando la energía luminosa en energía química.
Un ejemplo de organismo autótrofo quimiosintético es la bacteria submarina, pues está producen su propio alimento a través de la quimiosintesis transformando algunas moléculas o energía química en su alimento.
Los organismos que pertenecen al reino fungi (hongos), son heterótrofos es decir su alimentación está basada en diversas fuentes, no pueden hacer su propio alimento, por lo tanto en las cadenas alimenticias son considerados como descomponedores.
Tipos de protección contra depredadores:
Camuflaje; Formas y colores que ayudan a que se confunda con el medio que lo rodea.
Comportamiento; Actúan con agresividad cuando se ven amenazados.
Defensas químicas: Producción de sustancias dañinas, o sustancias de olor o sabor desagradable.
Defensas mecánicas: Presencia de espinas o partes muy duras que protegen su cuerpo.
Mimetismo: El organismo se asemeja a otra especie más peligrosa.
Métodos de conservación de alimentos.- Cuestionario.
¿Qué es la pasteurización y en qué consiste?
¿Qué es la congelación rápida y en qué consiste?
¿Qué es la refrigeración y en qué consiste?
¿Qué es la esterilización y en qué consiste?
¿Qué es la deshidratación y en qué consiste?
¿Qué es la salación y en qué consiste?
Trastornos relacionados con la alimentación.
Obesidad es un trastorno alimentario caracterizado por el exceso de grasa y peso corporal sus causas pueden ser el consumo excesivo de calorías, problemas metabólicos, sedentarismo. Las consecuencias son problemas cardiacos, presión alta y las soluciones son dieta equilibrada y ejercicio.
Desnutrición es un trastorno alimentario caracterizado por peso bajo, anemia sus causas son el bajo consumo de nutrientes. Las consecuencias son problemas como la anemia que afecta el desarrollo a y las soluciones son dieta equilibrada.
La Anorexia es un trastorno alimentario caracterizado por peso bajo, imagen distorsionada del cuerpo, e intenso miedo a engordar, sus causas no se conocen, las consecuencias afectan a casi todos los órganos del cuerpo la solución o tratamiento es Aplicar una combinación de terapia individual así como familiar, modificar el comportamiento y rehabilitación nutricional.
La Bulimia es un trastorno alimentario caracterizado por peso bajo, sus causas son el sobrepeso, perfeccionismo, problemas para ser autónomo y baja autoestima, las consecuencias afectan a diversos órganos y sistemas, da pancreatitis, caries dentales, inflamación de la garganta, deshidratación, hemorroides, estreñimiento, ruptura del esófago, etc. la solución o tratamiento es romper el ciclo de ingestión excesiva de alimento y purga. Tratamiento de modificación de conducta y terapia.
Relación entre la respiración y la nutrición.- Cuestionario.
Nombra las 4 etapas del proceso respiratorio:
¿En qué consiste la entrada y salida del aire?
¿En qué consiste la respiración interna?
¿En qué consiste la respiración externa
¿En qué consiste la respiración celular?
Ordena la secuencia que abarca el proceso completo de la respiración:
El CO2 y el vapor de agua pasan de las células a la sangre.
En las células se produce energía de la glucosa utilizando el O2.
El O2 es introducido al cuerpo por el sistema respiratorio.
El CO2 y el vapor de agua son expulsados la respiración.
El O2 es distribuido a todas las células del cuerpo.
1.- Se le conoce como respiración al proceso por el cual se ejerce la entrada y salida de aire.
2.- En el proceso respiratorio intervienen algunos músculos como los intercostales, los abdominales, y los pectorales entre otros.
3.- En la inspiración o inhalación, se introduce aire a través de la nariz y la boca, desde donde el aire pasa sucesivamente a la faringe, a la laringe, a la tráquea, a los bronquios y finalmente a los pulmones.
4.- En la espiración o exhalación, el traslado del aire es en sentido inverso a la inhalación, es decir de los pulmones hasta la nariz y la boca.
La respiración celular se lleva a cabo en las mitocondrias.
Prevención de las enfermedades respiratorias más comunes. Cuestionario.
¿Cuáles factores favorecen que una persona se enferme de gripe?
Nombra y explica las enfermedades respiratorias de tipo infeccioso:
¿En qué consisten las siguientes enfermedades?
A) Asma.
B) Tuberculosis.
C) Enfisema pulmonar.
¿Cuáles son dos razones por las que la administración de antibióticos debe hacerse bajo supervisión medica?
1. Puede haber contaminación del agua.
2. Dosis inadecuadas favorecen aparición de bacterias resistentes.
3. Pueden surgir reacciones alérgicas a ciertos antibióticos
4. No todas las enfermedades respiratorias tienen un origen bacteriano.
5. Los antibióticos destruyen la flora del cuerpo.
Los siguientes agentes de que manera contribuyen a la contaminación atmosférica:
A) Monóxido de carbono.
B) Partículas suspendidas.
C) Óxido de azufre.
En lista algunas fuentes de contaminación atmosférica:
Fotosíntesis
Ordena la secuencia que abarca el proceso de la fotosíntesis.
La planta emplea la
Bióxido de carbono.
Agua y
Energía de la
Oxígeno.
Fotosíntesis
Utilizando el
Luz para realizar la
Glucosa
Para producir
Análisis de los riesgos personales y sociales de tabaquismo. Cuestionario.
¿Qué es el tabaquismo?
¿Qué es la nicotina?
¿Cuáles son los riesgos y daños a la salud que provoca el cigarro?
¿Cuánto dinero le cuesta al estado el tratamiento de las enfermedades relacionadas con el tabaquismo?
¿Cuántos tipos de fumadores existen? y explícalos_
Comparación de distintas estructuras respiratorias de los seres vivos.
Relaciona los tipos de estructuras respiratorias con el tipo de organismo al cual se asocia:
ESTRUCTURA RESPIRATORIA:
Membrana celular
Branquia
Estoma
Piel
Pulmones
Tráquea
ORGANISMOS:
Planta terrestre
Salamandra
Alga
Mosca
Pez
Tortuga
Hacia una producción y consumo sustentable.
¿Por qué los ecosistemas son autosuficientes?
¿Cómo se agota el suelo?
Nombra las estrategias para el uso sustentable del espacio agrícola:
¿En qué consiste la rotación de cultivos?
¿En qué consisten los policultivos?
¿En qué consisten los agrocultivos?
Comparación entre respiración aerobia y anaerobia.
Da ejemplos de productos que son un derivado de la fermentación:
miércoles, 4 de febrero de 2009
miércoles, 28 de enero de 2009
Temario del tercer bimestre ciclo 2008-2009
Prevención de enfermedades relacionadas con la nutrición p.111-113; Comparación de organismos autótrofos y heterótrofos p.115,118; Análisis de algunas adaptaciones en la nutrición de los seres vivos: interacción presa- depredador p.118-120; Valoración de la importancia de la fotosíntesis como proceso de transformación de la energía y como base de las cadenas alimentariasp.121,124-126; Implicaciones de la tecnología en la producción y consumo de alimentos p.131-133; Hacia una producción y consumo sustentable. P.135-136; Relación entre la respiración y la nutrición p.148-150; Prevención de enfermedades respiratorias más comunes p.151, 153, 154 y 156; Análisis de los riesgos personales y sociales del tabaquismo p.157-160, 162 y 163; Comparación de distintas estructuras respiratorias en los seres vivos p.164-165; Comparación entre respiración aerobia y anaerobia p.167, 170.
lunes, 24 de noviembre de 2008
Los cuatro estadios del desarrollo del metabolismo moderno
El metabolismo que impulsa los ecosistemas actuales evolucionó en cuatro estadios, todos ellos, salvo el primero, versiones refundidas de los que habían existido anteriormente:
1. Heterotrofia anaerobia (fermentación) Entre las vías metabólicas más tempranas se cuenta la glucólisis, una vía química sencilla usada por los heterótrofos anaerobios para generar energía al romper la glucosa que obtenían del medio. A medida que se agotaba el suministro de glucosa, las células inventaron una versión inversa de la glucólisis, la vía de biosíntesis de glucosa. Esta vía permitía fabricar más glucosa, pero sólo servía de medida provisional, puesto que requería más energía de la que producía. El suministro de glucosa seguía siendo bajo. Y el nitrógeno, en formas que los organismos primitivos pudieran utilizar, también era escaso, un problema que sólo se solucionó con la invención de la fijación de N2 mediante un complejo enzimático con ferredoxina. Sin embargo, el coste energético seguía siendo alto.
2. Fotoautotrofia anaerobia (fotosíntesis anoxigénica) La capacidad de captar la energía de la luz mediante pigmentos, resultado de la evolución en los heterótrofos anaerobios, mejoró los medios de absorción de compuestos orgánicos del medio. La modificación de esta maquinaria, basada en la bacterioclorofila, permitió asimismo usar C02 en lugar de compuestos orgánicos como fuente de carbono celular. Al vincularse este mecanismo con la vía de la biosíntesis de glucosa, desarrollada más tempranamente, nació la fotoautotrofia anoxigénica, una forma primitiva de fotosíntesis por la cual la energía de la luz captada por un solo fotosistema se utiliza en la síntesis de glucosa, el combustible celular universal. Este mecanismo era rentable y proporcionaba abundante glucosa.Así la vida rompía al fin su dependencia de compuestos orgánicos de origen no biológico. Sin embargo, pasaba a depender de un suministro de hidrógeno que sólo era abundante localmente.
3. Fotoautotrotia aerobia (fotosíntesis oxigénica) La evolución produjo a continuación una forma de fotoautotrofia más compleja que se basaba en dos fotosistemas de clorofila sensibles a la luz que estaban vinculados y usaban una fuente particularmente abundante de hidrógeno: agua (H2O). Esta nueva forma cianobacteriana de fotosíntesis basada en la escisión del agua liberaba oxígeno, un gas tóxico para los anaerobios competidores. Incapaces de sobrevivir en este ambiente, algunos anaerobios se extinguieron mientras que otros se retiraron a un ambiente más tolerante. Las cianobacterias quedaban libres para colonizar vastos espacios en toda la superficie de la Tierra, soberanos indiscutibles de un nuevo reino.
4. Heterotrofia aerobia (respiración aerobio) La creciente abundancia de oxigeno molecular que la fotosíntesis cianobactenana bombeaba al medio ofrecía una oportunidad de oro a la vida. Cuando se combina oxígeno con sustancias orgánicas se libera energía rápidamente (como ocurre en los incendios, por ejemplo). Este es el eficiente mecanismo de obtención de energía que explota la última invención metabólica, la respiración aerobia. Este proceso se realiza en tres pasos.
El primer paso, la glucólisis, se tomó prestado y sin modificar del proceso de fermentación de las bacterias anaerobias. El segundo paso, el ciclo del ácido cítrico para la generación de electrones, es una versión refundida de un proceso químico inventado por las bacterias fotosintéticas. El tercer paso, una vía metabólica que consume oxígeno, es una versión modificada del sistema de transporte de electrones de la fotosíntesis oxigénica.
Al vincular estos tres procesos, la vida consiguió una nueva y potente herramienta para la obtención de energía.
Los procesos metabólicos clave de la vida actual (la heterotrofia y la fotoautotrofia, anaerobias y aerobias) evolucionaron en microorganismos hace miles de millones de años. Tanto si energía y CHON circulan entre plantas y animales, como ocurre hoy, o tan sólo entre microorganismos, como ocurría en el pasado distante, se utilizan los mismos sistemas y se aplican las mismas reglas. Los ecosistemas actuales no son, en este sentido, nada modernos. Son sólo versiones a gran escala de aquel primer ecosistema que se estableció entre microorganismos primitivos.
1. Heterotrofia anaerobia (fermentación) Entre las vías metabólicas más tempranas se cuenta la glucólisis, una vía química sencilla usada por los heterótrofos anaerobios para generar energía al romper la glucosa que obtenían del medio. A medida que se agotaba el suministro de glucosa, las células inventaron una versión inversa de la glucólisis, la vía de biosíntesis de glucosa. Esta vía permitía fabricar más glucosa, pero sólo servía de medida provisional, puesto que requería más energía de la que producía. El suministro de glucosa seguía siendo bajo. Y el nitrógeno, en formas que los organismos primitivos pudieran utilizar, también era escaso, un problema que sólo se solucionó con la invención de la fijación de N2 mediante un complejo enzimático con ferredoxina. Sin embargo, el coste energético seguía siendo alto.
2. Fotoautotrofia anaerobia (fotosíntesis anoxigénica) La capacidad de captar la energía de la luz mediante pigmentos, resultado de la evolución en los heterótrofos anaerobios, mejoró los medios de absorción de compuestos orgánicos del medio. La modificación de esta maquinaria, basada en la bacterioclorofila, permitió asimismo usar C02 en lugar de compuestos orgánicos como fuente de carbono celular. Al vincularse este mecanismo con la vía de la biosíntesis de glucosa, desarrollada más tempranamente, nació la fotoautotrofia anoxigénica, una forma primitiva de fotosíntesis por la cual la energía de la luz captada por un solo fotosistema se utiliza en la síntesis de glucosa, el combustible celular universal. Este mecanismo era rentable y proporcionaba abundante glucosa.Así la vida rompía al fin su dependencia de compuestos orgánicos de origen no biológico. Sin embargo, pasaba a depender de un suministro de hidrógeno que sólo era abundante localmente.
3. Fotoautotrotia aerobia (fotosíntesis oxigénica) La evolución produjo a continuación una forma de fotoautotrofia más compleja que se basaba en dos fotosistemas de clorofila sensibles a la luz que estaban vinculados y usaban una fuente particularmente abundante de hidrógeno: agua (H2O). Esta nueva forma cianobacteriana de fotosíntesis basada en la escisión del agua liberaba oxígeno, un gas tóxico para los anaerobios competidores. Incapaces de sobrevivir en este ambiente, algunos anaerobios se extinguieron mientras que otros se retiraron a un ambiente más tolerante. Las cianobacterias quedaban libres para colonizar vastos espacios en toda la superficie de la Tierra, soberanos indiscutibles de un nuevo reino.
4. Heterotrofia aerobia (respiración aerobio) La creciente abundancia de oxigeno molecular que la fotosíntesis cianobactenana bombeaba al medio ofrecía una oportunidad de oro a la vida. Cuando se combina oxígeno con sustancias orgánicas se libera energía rápidamente (como ocurre en los incendios, por ejemplo). Este es el eficiente mecanismo de obtención de energía que explota la última invención metabólica, la respiración aerobia. Este proceso se realiza en tres pasos.
El primer paso, la glucólisis, se tomó prestado y sin modificar del proceso de fermentación de las bacterias anaerobias. El segundo paso, el ciclo del ácido cítrico para la generación de electrones, es una versión refundida de un proceso químico inventado por las bacterias fotosintéticas. El tercer paso, una vía metabólica que consume oxígeno, es una versión modificada del sistema de transporte de electrones de la fotosíntesis oxigénica.
Al vincular estos tres procesos, la vida consiguió una nueva y potente herramienta para la obtención de energía.
Los procesos metabólicos clave de la vida actual (la heterotrofia y la fotoautotrofia, anaerobias y aerobias) evolucionaron en microorganismos hace miles de millones de años. Tanto si energía y CHON circulan entre plantas y animales, como ocurre hoy, o tan sólo entre microorganismos, como ocurría en el pasado distante, se utilizan los mismos sistemas y se aplican las mismas reglas. Los ecosistemas actuales no son, en este sentido, nada modernos. Son sólo versiones a gran escala de aquel primer ecosistema que se estableció entre microorganismos primitivos.
¿Por qué respiramos oxígeno?
Según el dicho, «la basura de uno es el tesoro de otro». Para los anaerobios. el oxígeno no sólo es el desecho de otros organismos; es un veneno mortal. Pero para los aerobios ocurre todo lo contrario: el oxígeno es un elixir. la esencia que propulsa el proceso sobre el que depende su propia vida, la respiración aerobia. ¿Cómo funciona y cómo se formó? La respiración aerobia tiene tres partes.
En primer lugar, la glucólisis rompe la glucosa, produciendo piruvato y dos moléculas de ATP (más agua) por cada molécula de glucosa. En segundo lugar, se escinde el piruvato en un sistema cíclico (el ciclo del ácido cítrico), en el que se forman dos nuevos ATPs, electrones y dióxido de carbono. En tercer lugar, el oxígeno interviene en un proceso por el cual los electrones provenientes del ciclo del ácido cítrico se conducen por una cadena de transportadores de electrones impulsados por enzimas. En este proceso se producen treinta y dos ATPs más. En total, treinta y seis moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.
Respirar oxígeno por esta vía aerobia representa un enorme avance con respecto a la vía más primitiva de fermentación de la glucosa (que consiste sólo en la glucólisis). Por el proceso primitivo se obtienen tan sólo dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa metabolizada, lo que equivale a un magro 2 por 100 de la energía almacenada en una molécula de glucosa. Mediante el proceso aerobio se obtienen treinta y seis, un descomunal 38 por 100 de la energía disponible (y una eficiencia superior a la de la mayoría de motores de automóviles, que es del 25 por 100).
¿Cuáles son las raíces evolutivas de este proceso vital y tan notablemente rentable? El origen de la primera parte, la glucólisis, ya se ha explicado. Heredada de heterótrofos anaerobios primitivos, precede en mucho a la aparición de formas de vida que respiran oxígeno. La segunda parte, el ciclo del ácido cítrico, también proviene de otras manos, una versión invertida del ciclo de «reacciones oscuras» de la fotosíntesis bacteriana. Y la tercera, la parte que consume oxígeno, es una versión renovada de los mecanismos químicos que enlazan los dos fotosistemas sensibles a la luz de los fotosintetizadores oxigénicos.
Con la renovación y reutilización de procesos inventados con anterioridad, la evolución nuevamente se muestra conservadora y económica. Las raíces evolutivas de la respiración aerobia pueden verse en los niños cuando juegan. Cuando corren rápido y con esfuerzo, a veces les dan agujetas y tienen que descansar un momento para recuperar el aliento. ¿Por qué se ahvia entonces el dolor? Las agujetas se producen cuando los músculos utilizan el oxígeno tan rápido que no queda suficiente para realizar la respiración aerobia. A medida que la deficiencia de oxigeno aumenta, la glucólisis produce más piruvato del que puede metabolizarse y el exceso se convierte en el ácido láctico causante de las agujetas. Al recuperar el aliento, se restablece el equilibrio entre el suministro de oxígeno y la producción de piruvato. Con tiempo suficiente, el ácido láctico acumulado se convierte en glucosa (por la vía de la biosíntesis de glucosa), que vuelve a entrar en el ciclo de la respiración. El ejercicio vigoroso obliga a los humanos y al resto de los animales a volver a sus orígenes metabólicos primitivos, la glucólisis y la biosíntesis de glucosa, dos procesos inventados por microbios anaerobios en un pasado geológico distante
En primer lugar, la glucólisis rompe la glucosa, produciendo piruvato y dos moléculas de ATP (más agua) por cada molécula de glucosa. En segundo lugar, se escinde el piruvato en un sistema cíclico (el ciclo del ácido cítrico), en el que se forman dos nuevos ATPs, electrones y dióxido de carbono. En tercer lugar, el oxígeno interviene en un proceso por el cual los electrones provenientes del ciclo del ácido cítrico se conducen por una cadena de transportadores de electrones impulsados por enzimas. En este proceso se producen treinta y dos ATPs más. En total, treinta y seis moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.
Respirar oxígeno por esta vía aerobia representa un enorme avance con respecto a la vía más primitiva de fermentación de la glucosa (que consiste sólo en la glucólisis). Por el proceso primitivo se obtienen tan sólo dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa metabolizada, lo que equivale a un magro 2 por 100 de la energía almacenada en una molécula de glucosa. Mediante el proceso aerobio se obtienen treinta y seis, un descomunal 38 por 100 de la energía disponible (y una eficiencia superior a la de la mayoría de motores de automóviles, que es del 25 por 100).
¿Cuáles son las raíces evolutivas de este proceso vital y tan notablemente rentable? El origen de la primera parte, la glucólisis, ya se ha explicado. Heredada de heterótrofos anaerobios primitivos, precede en mucho a la aparición de formas de vida que respiran oxígeno. La segunda parte, el ciclo del ácido cítrico, también proviene de otras manos, una versión invertida del ciclo de «reacciones oscuras» de la fotosíntesis bacteriana. Y la tercera, la parte que consume oxígeno, es una versión renovada de los mecanismos químicos que enlazan los dos fotosistemas sensibles a la luz de los fotosintetizadores oxigénicos.
Con la renovación y reutilización de procesos inventados con anterioridad, la evolución nuevamente se muestra conservadora y económica. Las raíces evolutivas de la respiración aerobia pueden verse en los niños cuando juegan. Cuando corren rápido y con esfuerzo, a veces les dan agujetas y tienen que descansar un momento para recuperar el aliento. ¿Por qué se ahvia entonces el dolor? Las agujetas se producen cuando los músculos utilizan el oxígeno tan rápido que no queda suficiente para realizar la respiración aerobia. A medida que la deficiencia de oxigeno aumenta, la glucólisis produce más piruvato del que puede metabolizarse y el exceso se convierte en el ácido láctico causante de las agujetas. Al recuperar el aliento, se restablece el equilibrio entre el suministro de oxígeno y la producción de piruvato. Con tiempo suficiente, el ácido láctico acumulado se convierte en glucosa (por la vía de la biosíntesis de glucosa), que vuelve a entrar en el ciclo de la respiración. El ejercicio vigoroso obliga a los humanos y al resto de los animales a volver a sus orígenes metabólicos primitivos, la glucólisis y la biosíntesis de glucosa, dos procesos inventados por microbios anaerobios en un pasado geológico distante
La guerra de gases microbiana
Parte de la respuesta radica en la disponibilidad de hidrógeno. En las formas que los fotosintetizadores primitivos podían usar, el hidrógeno era localmente abundante (en fuentes termales y fumarolas, por ejemplo, donde burbujea el H2S hasta la superficie), pero debía de ser escaso en otros lugares. El agua, en cambio, existía en casi todos los ambientes. Al poder usarla, los fotosintetizadores avanzados disponían de nuevos ambientes que colonizar.
Las interacciones con el oxígeno molecular eran importantes. Mientras que bastan trazas de oxigeno libre para inactivar los enzimas que usan las bacterias fotosintétícas primitivas para fijar nitrógeno o fabricar bacterioclorofila, las cianobacterias, que realizan la fotosíntesis oxigénica, crecen sin problema en presencia de oxígeno. Esta diferencia tuvo un enorme impacto sobre la historia de la vida.
Imaginemos lo que ocurrió cuando el primer productor de oxígeno apareció en escena. Los microbios de esta nueva cepa mutante, las primeras cianobacterias, compartían un ambiente de aguas someras con su ascendencia genética. Las bacterias fotosintéticas anaerobias, donde los dos grupos competían por la luz. Pero los recién llegados traían consigo una ventaja contundente en la lucha darwiniana. Su nuevo tipo de fotosíntesis producía oxígeno molecular, un gas tóxico para sus vecinos anaerobios. ! Había estallado una guerra de gases entre los microorganismos!
Los ascendentes bacterianos se encontraban en una situación desesperada, incapacitados para fijar gas nitrógeno o fabricar bacterioclorofila. Su supervivencia estaba en entredicho: sólo podían retirarse o morir. Gracias a unos cuantos trucos aprendidos tempranamente en su historia, las bacterias primitivas se retiraron y sobrevivieron.
Cuando estos fotosintetizadores primitivos se originaron y empezaron a evolucionar, el mundo estaba prácticamente desprovisto de oxígeno libre y bañado en la letal radiación UV. Para fotosintetizar tenían que estar expuestos a la luz del sol, pero si intentaban crecer en donde hubiera demasiada luz, no lo contaban. Para solucionar este problema, vivían en los fondos lodosos de los mares someros, protegidos de la radiación UV por una capa de agua, y además muchos desarrollaron la capacidad de deslizarse para así poder escapar de ambientes demasiado expuestos. Cuando las cianobacterias productoras de oxígeno invadieron la escena, los anaerobios incapaces de moverse seguramente murieron a montones, pero las bacterias fotosintéticas capearon el temporal retirándose a un ambiente libre de oxigeno dentro de los lodos del fondo. Los fotosintetizadores primitivos, primitivos pero listos, sobrevivieron huyendo de la zona de guerra.
En la actualidad, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas viven armoniosamente en comunidades laminares de estromatolitos, donde coexisten porque disponen de pigmentos distintos para captar la luz. Los productores de oxígeno pueblan la capa más superior y los fotosintetizadores anoxigénicos las capas inferiores (y aun las bacterias anaerobias que no necesitan luz pueden habitar en capas inferiores). Aunque la clorofila de las cianobacterias absorbe la mayor parte de la luz, esto no acaba con las bacterias fotosintéticas subyacentes porque su bacterioclorofila es sensible a la luz de una longitud de onda tal que se filtra hasta donde habitan.
Las interacciones con el oxígeno molecular eran importantes. Mientras que bastan trazas de oxigeno libre para inactivar los enzimas que usan las bacterias fotosintétícas primitivas para fijar nitrógeno o fabricar bacterioclorofila, las cianobacterias, que realizan la fotosíntesis oxigénica, crecen sin problema en presencia de oxígeno. Esta diferencia tuvo un enorme impacto sobre la historia de la vida.
Imaginemos lo que ocurrió cuando el primer productor de oxígeno apareció en escena. Los microbios de esta nueva cepa mutante, las primeras cianobacterias, compartían un ambiente de aguas someras con su ascendencia genética. Las bacterias fotosintéticas anaerobias, donde los dos grupos competían por la luz. Pero los recién llegados traían consigo una ventaja contundente en la lucha darwiniana. Su nuevo tipo de fotosíntesis producía oxígeno molecular, un gas tóxico para sus vecinos anaerobios. ! Había estallado una guerra de gases entre los microorganismos!
Los ascendentes bacterianos se encontraban en una situación desesperada, incapacitados para fijar gas nitrógeno o fabricar bacterioclorofila. Su supervivencia estaba en entredicho: sólo podían retirarse o morir. Gracias a unos cuantos trucos aprendidos tempranamente en su historia, las bacterias primitivas se retiraron y sobrevivieron.
Cuando estos fotosintetizadores primitivos se originaron y empezaron a evolucionar, el mundo estaba prácticamente desprovisto de oxígeno libre y bañado en la letal radiación UV. Para fotosintetizar tenían que estar expuestos a la luz del sol, pero si intentaban crecer en donde hubiera demasiada luz, no lo contaban. Para solucionar este problema, vivían en los fondos lodosos de los mares someros, protegidos de la radiación UV por una capa de agua, y además muchos desarrollaron la capacidad de deslizarse para así poder escapar de ambientes demasiado expuestos. Cuando las cianobacterias productoras de oxígeno invadieron la escena, los anaerobios incapaces de moverse seguramente murieron a montones, pero las bacterias fotosintéticas capearon el temporal retirándose a un ambiente libre de oxigeno dentro de los lodos del fondo. Los fotosintetizadores primitivos, primitivos pero listos, sobrevivieron huyendo de la zona de guerra.
En la actualidad, las cianobacterias y las bacterias fotosintéticas viven armoniosamente en comunidades laminares de estromatolitos, donde coexisten porque disponen de pigmentos distintos para captar la luz. Los productores de oxígeno pueblan la capa más superior y los fotosintetizadores anoxigénicos las capas inferiores (y aun las bacterias anaerobias que no necesitan luz pueden habitar en capas inferiores). Aunque la clorofila de las cianobacterias absorbe la mayor parte de la luz, esto no acaba con las bacterias fotosintéticas subyacentes porque su bacterioclorofila es sensible a la luz de una longitud de onda tal que se filtra hasta donde habitan.
Una nueva fuente de combustible
El problema era la escasez de glucosa. Para mantenerse. la vida necesitaba encontrar una fuente de glucosa más abundante. Se halló una solución inicial en la evolución de unos microbios capaces de fabricar glucosa por si mismos mediante una suerte de glucólisis al revés. La fabricación de glucosa (técnicamente, «biosíntesis de glucosa») comporta once pasos enzimáticos. Siete de éstos utilizan los mismos enzimas que la glucólisis, pero operan en sentido inverso. Para construir un sistema de fabricación de glucosa no se tuvo que cambiar la glucólisis para nada, se duplicaron los genes de siete de los enzimas y sólo hubo que añadir cuatro enzimas adicionales. En lugar de inventar un nuevo juego de genes y enzimas, la evolución fue conservadora y económica.
¿Cómo puede el mismo juego de enzimas catalizar una secuencia de reacciones químicas hacia delante y hacia atrás?, y ¿por qué sólo se transfirieron a la nueva vía siete de los enzimas de la glucólisis, y no los diez'? Imaginemos un tren de juguete que se mueve sobre una vía. Si la vía se extiende sobre un plano, se necesita la misma fuerza para moverlo en un sentido que para moverlo en el opuesto. Así ocurre con la mayoría de las reacciones catalizadas por enzimas: con la misma facilidad que el enzima acelera la reacción en un sentido, la acelera en el sentido opuesto. Se trata de reacciones reversibles. Pero el caso es diferente si la vía discurre por una colina. Para que el tren suba la cuesta se necesita energía adicional, mientras que cuando el tren baja por la cuesta se libera energía (debido a la gravedad).
De igual modo, las reacciones enzimáticas que o bien consumen energía o bien la liberan (liberada o absorbida por moléculas de ATP) sólo ocurren fácilmente en un solo sentido. En esencia. son irreversibles. Durante la glucólisis, dos de las reacciones requieren energía mientras que una tercera la libera. Estos son los tres pasos irreversibles que catalizan los cuatro nuevos enzimas inventados para la biosíntesis de glucosa. No obstante, esta solución a la escasez de combustible habría sido, a lo sumo, una solución temporal, un parche. Las células que fabrican glucosa de este modo usan tres veces más energía de la que obtienen durante la fermentación de la glucosa.Ningún organismo puede sobrevivir durante mucho tiempo consumiendo más energía de la que produce. Al igual que cargar gastos a una tarjeta de crédito, esta solución, válida a corto plazo, a largo plazo sólo puede traer problemas.
Pero la biosíntesis de glucosa fue un punto de partida que pronto dio pie a la solución definitiva al problema energético de la vida: la evolución de una nueva vía de síntesis de glucosa que usaba la energía de la luz.
Pero antes era necesario solucionar otro problema.
El nitrógeno plantea un problema: Aunque la glucosa es una fuente práctica de carbono, hidrógeno y oxigeno. la vida también necesita nitrógeno para las proteínas. los ácidos nucleicos y el ATP. ¿Cuál es la fuente de nitrógeno? Para que los microbios heterótrofos anaerobios prosperen basta con proporcionarles glucosa (fuente de CHO y energía) y amoniaco (fuente de N). Ambos debían ser abundantes cuando se originó la vida, pero el amoniaco (NH3) pronto se hizo escaso. La luz UV rompe fácilmente los enlaces químicos que unen el nitrógeno al hidrógeno en el amoniaco. Como prácticamente no había oxígeno molecular (02) en la atmósfera primitiva, la capa de ozono (O3) estratosférico que hoy forma un escudo contra la radiación UV no existía y el amoniaco se destruía con rapidez. El nitrato (NO3), la otra fuente de nitrógeno utilizada por muchos otros microorganismos, era también escaso. En la actualidad se forman grandes cantidades de nitrato cuando el nitrógeno y el oxígeno se combinan durante las tormentas eléctricas, pero esto no podía ocurrir en la atmósfera primitiva porque no contenía oxigeno.
Debido a la necesidad de obtener nitrógeno, la escasez de amoniaco y de nitrato planteaba un serio problema para la vida. Sólo quedaba otra fuente por explotar: el abundante gas nitrógeno de la atmósfera. Pero los átomos de nitrógeno de N2 están unidos fuertemente mediante tres enlaces. Para romperlos era necesario inventar un nuevo sistema enzimático. El agente responsable de combinar el nitrógeno atmosférico con el hidrógeno y «fijarlo» en forma de amoniaco se denomina nitrogenasa o complejo Nif, y la pieza clave del complejo es una proteína, la ferredoxina. Como la fijación de nitrógeno es una reacción energéticamente muy costosa, el complejo Nif sólo entra en acción como último recurso cuando ya se ha agotado el suministro de amoniaco y nitrato. Un sistema tan costoso no hubiera evolucionado de no haber sido esencial para la vida.
El complejo Nif movido por la ferredoxina, data de los primeros estadios del origen de la vida, cuando no había oxígeno en la atmósfera. La mayoría de las eubacterias primitivas y de las arqueobacterias pueden fijar el nitrógeno atmosférico; en cambio, los eucariotas, que evolucionaron mucho más tarde, no pueden.
Al igual que otros sistemas enzimáticos antiguos, la fijación de nitrógeno se frena en presencia de trazas de oxígeno molecular. La fijación de nitrógeno tiene lugar sólo si el sistema enzimático está aislado del 02.
Incluso en cianobacterias productoras de oxígeno, que han desarrollado células y mecanismos químicos especiales para proteger el sistema de fijación de nitrógeno. ¿Cómo se originó la ferredoxina?
Los cincuenta y cinco aminoácidos que forman la ferredoxina de una bacteria típica (Clostridium) están ordenados de una manera que desvela la historia de la molécula.
La proteína comenzó con sólo cuatro aminoácidos. El gen de este cuarteto se multiplicó repetidas veces para formar un gen mayor de una protoferredoxina compuesta por veintiocho aminoácidos, es decir, siete cuartetos unidos en una cadena. Mutaciones posteriores añadieron otro aminoácido y cambiaron otros de lugar. y luego el gen esta proteína de veintinueve aminoácidos se duplicó para dar lugar a una ferredoxina primitiva de cincuenta y ocho aminoácidos de longitud.
Tras varias mutaciones, se eliminaron tres aminoácidos de uno de los extremos de la molécula para formarse finalmente la ferredoxina del Clostridium actual. Utilizando como pieza de construcción el cuarteto inicial, la ferredoxina evolucionó simplemente por copia y reestructuración de un sistema que ya funcionaba. Nuevamente, la evolución fue conservadora v económica.
La copia de genes debió de ser especialmente frecuente durante el desarrollo inicial de la vida, cuando el CHON y la energía eran escasos. En experimentos de laboratorio con bacterias cultivadas en medios pobres se ha visto que las que sobreviven son casi invariablemente mutantes que poseen varias copias extra de enzimas metabólicos. Aun en un medio normal, se encuentran genes duplicados en aproximadamente una de cada mil bacterias, de modo que en mil millones de bacterias (un tamaño normal para una colonia de organismos tan pequeños) hay más o menos un millón con copias extra.
Mientras haya al menos una copia que funcione, las otras pueden mutar sin causar problemas y así se producen a veces genes que codifican enzimas más rápidos que los originales. Una vez iniciado el desarrollo de la vida, la copia de genes le dio abundante grano al molino evolutivo. Según el esquema bosquejado hasta el momento, la estrategia primera de la vida fue la heterotrofia anaerobia, para la cual se obtenía CHO del consomé primordial, N del nitrógeno atmosférico (y de amoniaco y nitrato, si había) y energía de la fermentación.
Pero la glucosa era un combustible escaso incluso después de que algunas células encontraran una manera de producirlo. Este problema se solucionó con la aparición de los autótrofos capaces de hacer la fotosíntesis, un proceso que produce grandes cantidades de glucosa (a diferencia de los mecanismos no biológicos) de un modo energéticamente rentable (a diferencia de la biosíntesis de glucosa).
La fotosíntesis se puede hacer de dos maneras, una primitiva y otra avanzada, que tienen mucho en común. Utilizan pigmentos parecidos y procedimientos químicos semejantes para fabricar el mismo producto (glucosa) a partir de la misma materia prima (dióxido de carbono) mediante una vía metabólica prácticamente idéntica (la biosíntesis de glucosa usando energía de la luz) y ambas se encuentran en miembros del dominio de las eubacterias.
Los fotosintetizadores primitivos, que eran variedades de bacterias fotosintéticas, utilizan bacterioclorofila para captar la luz y no producen oxigeno como producto derivado (es decir, es un proceso anoxigénico). Los fotosintetizadores avanzados, las cianobacterias, utilizan clorofila (del mismo tipo que se encuentra en las plantas) para captar la energía de la luz y su fotosíntesis es oxigénica, es decir, libera oxígeno.
Ambos tipos de fotosintetizadores pueden usar asimismo la energía de la luz para auxiliar la absorción de materia orgánica del medio, un modo de vida (fotoheterotrofia) que es aún más primitivo que la fotosíntesis. A lo que parece, la energía de la luz se utilizaba primero para coadyuvar a la heterotrofia y sólo más tarde para la biosíntesis de glucosa en los fotosintetizadores autótrofos: otro ejemplo del conservadurismo y la economía de la evolución.
Aunque estrechamente relacionadas, las dos formas de fotosíntesis difieren en varios aspectos. Las dos combinan hidrógeno y dióxido de carbono para fabricar glucosa, pero el hidrógeno tiene distinta procedencia. En el proceso primitivo, el hidrógeno proviene del gas hidrógeno (H2), de pequeños compuestos orgánicos o de sulfuro de hidrógeno (H2S). En la fotosíntesis avanzada, el hidrógeno siempre procede del agua, y esta es la razón por la cual se libera oxígeno, que queda libre cuando la molécula de H20 se escinde para utilizar el hidrógeno. Para usar el hidrógeno del gas o de compuestos orgánicos no hace falta mucha energía, y para usar el hidrógeno del H2S apenas algo más (78 kilocalorías).
Pero el hidrógeno y el oxígeno están fuertemente unidos en las moléculas de agua y para separarlos hace falta invertir mucha más energía (118 kilocalorías). La fotosíntesis primitiva, la anoxigénica, requiere menos energía que la avanzada. Por ello, la primitiva es más sencilla. Utiliza un solo fotosistema sensible a la luz para captar la energía de la radiación solar, mientras que la fotosíntesis avanzada utiliza dos fotosistemas, vinculados por una cadena de enzimas que transfieren energía del uno al otro.
La evolución es casi siempre conservadora y económica. Sin embargo. la fotosíntesis avanzada requiere más energía y es más compleja que la primitiva. ¿Qué compensa estos inconvenientes?
¿Cómo puede el mismo juego de enzimas catalizar una secuencia de reacciones químicas hacia delante y hacia atrás?, y ¿por qué sólo se transfirieron a la nueva vía siete de los enzimas de la glucólisis, y no los diez'? Imaginemos un tren de juguete que se mueve sobre una vía. Si la vía se extiende sobre un plano, se necesita la misma fuerza para moverlo en un sentido que para moverlo en el opuesto. Así ocurre con la mayoría de las reacciones catalizadas por enzimas: con la misma facilidad que el enzima acelera la reacción en un sentido, la acelera en el sentido opuesto. Se trata de reacciones reversibles. Pero el caso es diferente si la vía discurre por una colina. Para que el tren suba la cuesta se necesita energía adicional, mientras que cuando el tren baja por la cuesta se libera energía (debido a la gravedad).
De igual modo, las reacciones enzimáticas que o bien consumen energía o bien la liberan (liberada o absorbida por moléculas de ATP) sólo ocurren fácilmente en un solo sentido. En esencia. son irreversibles. Durante la glucólisis, dos de las reacciones requieren energía mientras que una tercera la libera. Estos son los tres pasos irreversibles que catalizan los cuatro nuevos enzimas inventados para la biosíntesis de glucosa. No obstante, esta solución a la escasez de combustible habría sido, a lo sumo, una solución temporal, un parche. Las células que fabrican glucosa de este modo usan tres veces más energía de la que obtienen durante la fermentación de la glucosa.Ningún organismo puede sobrevivir durante mucho tiempo consumiendo más energía de la que produce. Al igual que cargar gastos a una tarjeta de crédito, esta solución, válida a corto plazo, a largo plazo sólo puede traer problemas.
Pero la biosíntesis de glucosa fue un punto de partida que pronto dio pie a la solución definitiva al problema energético de la vida: la evolución de una nueva vía de síntesis de glucosa que usaba la energía de la luz.
Pero antes era necesario solucionar otro problema.
El nitrógeno plantea un problema: Aunque la glucosa es una fuente práctica de carbono, hidrógeno y oxigeno. la vida también necesita nitrógeno para las proteínas. los ácidos nucleicos y el ATP. ¿Cuál es la fuente de nitrógeno? Para que los microbios heterótrofos anaerobios prosperen basta con proporcionarles glucosa (fuente de CHO y energía) y amoniaco (fuente de N). Ambos debían ser abundantes cuando se originó la vida, pero el amoniaco (NH3) pronto se hizo escaso. La luz UV rompe fácilmente los enlaces químicos que unen el nitrógeno al hidrógeno en el amoniaco. Como prácticamente no había oxígeno molecular (02) en la atmósfera primitiva, la capa de ozono (O3) estratosférico que hoy forma un escudo contra la radiación UV no existía y el amoniaco se destruía con rapidez. El nitrato (NO3), la otra fuente de nitrógeno utilizada por muchos otros microorganismos, era también escaso. En la actualidad se forman grandes cantidades de nitrato cuando el nitrógeno y el oxígeno se combinan durante las tormentas eléctricas, pero esto no podía ocurrir en la atmósfera primitiva porque no contenía oxigeno.
Debido a la necesidad de obtener nitrógeno, la escasez de amoniaco y de nitrato planteaba un serio problema para la vida. Sólo quedaba otra fuente por explotar: el abundante gas nitrógeno de la atmósfera. Pero los átomos de nitrógeno de N2 están unidos fuertemente mediante tres enlaces. Para romperlos era necesario inventar un nuevo sistema enzimático. El agente responsable de combinar el nitrógeno atmosférico con el hidrógeno y «fijarlo» en forma de amoniaco se denomina nitrogenasa o complejo Nif, y la pieza clave del complejo es una proteína, la ferredoxina. Como la fijación de nitrógeno es una reacción energéticamente muy costosa, el complejo Nif sólo entra en acción como último recurso cuando ya se ha agotado el suministro de amoniaco y nitrato. Un sistema tan costoso no hubiera evolucionado de no haber sido esencial para la vida.
El complejo Nif movido por la ferredoxina, data de los primeros estadios del origen de la vida, cuando no había oxígeno en la atmósfera. La mayoría de las eubacterias primitivas y de las arqueobacterias pueden fijar el nitrógeno atmosférico; en cambio, los eucariotas, que evolucionaron mucho más tarde, no pueden.
Al igual que otros sistemas enzimáticos antiguos, la fijación de nitrógeno se frena en presencia de trazas de oxígeno molecular. La fijación de nitrógeno tiene lugar sólo si el sistema enzimático está aislado del 02.
Incluso en cianobacterias productoras de oxígeno, que han desarrollado células y mecanismos químicos especiales para proteger el sistema de fijación de nitrógeno. ¿Cómo se originó la ferredoxina?
Los cincuenta y cinco aminoácidos que forman la ferredoxina de una bacteria típica (Clostridium) están ordenados de una manera que desvela la historia de la molécula.
La proteína comenzó con sólo cuatro aminoácidos. El gen de este cuarteto se multiplicó repetidas veces para formar un gen mayor de una protoferredoxina compuesta por veintiocho aminoácidos, es decir, siete cuartetos unidos en una cadena. Mutaciones posteriores añadieron otro aminoácido y cambiaron otros de lugar. y luego el gen esta proteína de veintinueve aminoácidos se duplicó para dar lugar a una ferredoxina primitiva de cincuenta y ocho aminoácidos de longitud.
Tras varias mutaciones, se eliminaron tres aminoácidos de uno de los extremos de la molécula para formarse finalmente la ferredoxina del Clostridium actual. Utilizando como pieza de construcción el cuarteto inicial, la ferredoxina evolucionó simplemente por copia y reestructuración de un sistema que ya funcionaba. Nuevamente, la evolución fue conservadora v económica.
La copia de genes debió de ser especialmente frecuente durante el desarrollo inicial de la vida, cuando el CHON y la energía eran escasos. En experimentos de laboratorio con bacterias cultivadas en medios pobres se ha visto que las que sobreviven son casi invariablemente mutantes que poseen varias copias extra de enzimas metabólicos. Aun en un medio normal, se encuentran genes duplicados en aproximadamente una de cada mil bacterias, de modo que en mil millones de bacterias (un tamaño normal para una colonia de organismos tan pequeños) hay más o menos un millón con copias extra.
Mientras haya al menos una copia que funcione, las otras pueden mutar sin causar problemas y así se producen a veces genes que codifican enzimas más rápidos que los originales. Una vez iniciado el desarrollo de la vida, la copia de genes le dio abundante grano al molino evolutivo. Según el esquema bosquejado hasta el momento, la estrategia primera de la vida fue la heterotrofia anaerobia, para la cual se obtenía CHO del consomé primordial, N del nitrógeno atmosférico (y de amoniaco y nitrato, si había) y energía de la fermentación.
Pero la glucosa era un combustible escaso incluso después de que algunas células encontraran una manera de producirlo. Este problema se solucionó con la aparición de los autótrofos capaces de hacer la fotosíntesis, un proceso que produce grandes cantidades de glucosa (a diferencia de los mecanismos no biológicos) de un modo energéticamente rentable (a diferencia de la biosíntesis de glucosa).
La fotosíntesis se puede hacer de dos maneras, una primitiva y otra avanzada, que tienen mucho en común. Utilizan pigmentos parecidos y procedimientos químicos semejantes para fabricar el mismo producto (glucosa) a partir de la misma materia prima (dióxido de carbono) mediante una vía metabólica prácticamente idéntica (la biosíntesis de glucosa usando energía de la luz) y ambas se encuentran en miembros del dominio de las eubacterias.
Los fotosintetizadores primitivos, que eran variedades de bacterias fotosintéticas, utilizan bacterioclorofila para captar la luz y no producen oxigeno como producto derivado (es decir, es un proceso anoxigénico). Los fotosintetizadores avanzados, las cianobacterias, utilizan clorofila (del mismo tipo que se encuentra en las plantas) para captar la energía de la luz y su fotosíntesis es oxigénica, es decir, libera oxígeno.
Ambos tipos de fotosintetizadores pueden usar asimismo la energía de la luz para auxiliar la absorción de materia orgánica del medio, un modo de vida (fotoheterotrofia) que es aún más primitivo que la fotosíntesis. A lo que parece, la energía de la luz se utilizaba primero para coadyuvar a la heterotrofia y sólo más tarde para la biosíntesis de glucosa en los fotosintetizadores autótrofos: otro ejemplo del conservadurismo y la economía de la evolución.
Aunque estrechamente relacionadas, las dos formas de fotosíntesis difieren en varios aspectos. Las dos combinan hidrógeno y dióxido de carbono para fabricar glucosa, pero el hidrógeno tiene distinta procedencia. En el proceso primitivo, el hidrógeno proviene del gas hidrógeno (H2), de pequeños compuestos orgánicos o de sulfuro de hidrógeno (H2S). En la fotosíntesis avanzada, el hidrógeno siempre procede del agua, y esta es la razón por la cual se libera oxígeno, que queda libre cuando la molécula de H20 se escinde para utilizar el hidrógeno. Para usar el hidrógeno del gas o de compuestos orgánicos no hace falta mucha energía, y para usar el hidrógeno del H2S apenas algo más (78 kilocalorías).
Pero el hidrógeno y el oxígeno están fuertemente unidos en las moléculas de agua y para separarlos hace falta invertir mucha más energía (118 kilocalorías). La fotosíntesis primitiva, la anoxigénica, requiere menos energía que la avanzada. Por ello, la primitiva es más sencilla. Utiliza un solo fotosistema sensible a la luz para captar la energía de la radiación solar, mientras que la fotosíntesis avanzada utiliza dos fotosistemas, vinculados por una cadena de enzimas que transfieren energía del uno al otro.
La evolución es casi siempre conservadora y económica. Sin embargo. la fotosíntesis avanzada requiere más energía y es más compleja que la primitiva. ¿Qué compensa estos inconvenientes?
La forma de vida más primitiva extrae Energía de la fermentación del azúcar
Empecemos por el principio. Entre las formas de vida más primitivas existían algunas que realizaban la glucólisis, una forma de fermentación (metabolismo anaerobio) basada en escindir una molécula de seis carbonos de glucosa (C6 H12O6) en dos moléculas de tres átomos de carbono de piruvato. La reacción produce energía, que se libera al romperse los enlaces químicos de la glucosa, y parte de esta energía se almacena para su uso futuro en un compuesto denominado ATP (trifosfato de adenosina, en sus siglas inglesas). Cada vez que se escinde una molécula de glucosa se forman dos unidades de energía (dos moléculas ricas en energía de ATP).
La glucólisis es casi tan antigua como la vida misma. Es fundamental para la vida y se da en todos los organismos. Un «paquete» de diez reacciones aceleradas por sendos enzimas es demasiado grande para haberse originado más de una vez. Además se trata del mecanismo biológico de producción de energía químicamente más sencillo, se produce en el citosol acuoso de las células (en lugar de precisar un orgánulo o membranas como en los sistemas más avanzados), libera mucha menos energía que los mecanismos más avanzados y es anaerobio como corresponde al ambiente primitivo.
La glucólisis requiere glucosa. Pero los experimentos sobre la Tierra primitiva del tipo del de Miller demuestran que en el caldo primordial se encontraban muchos otros azúcares. Así pues, ¿por qué se convirtió la glucosa en el combustible universal de la vida? Probablemente porque es particularmente resistente, siendo el azúcar de seis carbonos menos sensible a cambios de temperatura, acidez y otros. En un ambiente severo, la glucosa era el azúcar más fácil de obtener.
De acuerdo con esta concepción (de Oparin-Miller), la Tierra primitiva estaba poblada por microorganismos heterótrofos anaerobios que se alimentaban de glucosa en el caldo primordial. Pero al multiplicarse, estas células simples habían de acabar por agotar el suministro de glucosa. Si no hubiera aparecido una nueva fuente de glucosa, habrían acabado al borde de la extinción y la glucólisis se habría perdido para siempre.
La glucólisis es casi tan antigua como la vida misma. Es fundamental para la vida y se da en todos los organismos. Un «paquete» de diez reacciones aceleradas por sendos enzimas es demasiado grande para haberse originado más de una vez. Además se trata del mecanismo biológico de producción de energía químicamente más sencillo, se produce en el citosol acuoso de las células (en lugar de precisar un orgánulo o membranas como en los sistemas más avanzados), libera mucha menos energía que los mecanismos más avanzados y es anaerobio como corresponde al ambiente primitivo.
La glucólisis requiere glucosa. Pero los experimentos sobre la Tierra primitiva del tipo del de Miller demuestran que en el caldo primordial se encontraban muchos otros azúcares. Así pues, ¿por qué se convirtió la glucosa en el combustible universal de la vida? Probablemente porque es particularmente resistente, siendo el azúcar de seis carbonos menos sensible a cambios de temperatura, acidez y otros. En un ambiente severo, la glucosa era el azúcar más fácil de obtener.
De acuerdo con esta concepción (de Oparin-Miller), la Tierra primitiva estaba poblada por microorganismos heterótrofos anaerobios que se alimentaban de glucosa en el caldo primordial. Pero al multiplicarse, estas células simples habían de acabar por agotar el suministro de glucosa. Si no hubiera aparecido una nueva fuente de glucosa, habrían acabado al borde de la extinción y la glucólisis se habría perdido para siempre.
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