Origen de las mitocondrias

Origen de las mitocondrias.

En definitiva, todos los eucariontes podrían haber evolucionado a partir de fagocitos primitivos que hubieran incorporado los precursores de las mitocondrias, cuya función consiste en llevar a cabo, gracias al oxígeno, la combustión de los metabolitos procedentes de los nutrientes para sintetizar ATP. La vida depende en buena medida de este proceso en los organismos aerobios. Sin embargo, cuando las primeras células hicieron su aparición sobre la Tierra, no había rastro de oxígeno en la atmósfera. Dicho elemento comenzó a generarse cuando las cianobacterias, organismos fotosintéticos, aparecieron sobre la Tierra, dejando libre como subproducto el oxígeno molecular. El oxígeno comenzó a penetrar en la atmósfera hace unos 2000 millones de años hasta alcanzar un nivel estable hace 1500 millones de años. Cuando esto sucedió, probablemente muchos de los organismos primitivos (anaerobios) cayeron victimas del “holocausto del oxígeno”. Estos hechos apuntan a que el precursor fagocítico de los eucariontes, posiblemente anaerobio, fue rescatado de la crisis del oxígeno por antepasados aerobios de las mitocondrias que destruían el oxígeno tóxico, y que además era un aliado útil (Duve, 1996).

Dificultades al origen de las mitocondrias.

La adaptación al oxígeno debió haber ocurrido de manera gradual, comenzando con sistemas primitivos de detoxificación del oxígeno. Hubo de transcurrir un largo tiempo antes de alcanzarse las finas complejidades de las mitocondrias actuales. ¿Cómo consiguieron sobrevivir los fagocitos anaerobios todo el tiempo que pasó antes de que surgieran los antepasados de las mitocondrias?. En 1969, Christian de Duve propone una solución sugerida por la presencia, en eucariontes, de otros organelos consumidores de oxígeno, se trata de los peroxisomas, los cuales, al igual que las mitocondrias, llevan a cabo reacciones metabólicas oxidativas, pero sin sintetizar ATP. En el proceso convierten el oxígeno en peróxido de hidrógeno, un compuesto peligroso que es destruido por la enzima catalasa, de manera que los peroxisomas pueden defender contra la toxicidad del oxígeno. Además, en 1982, Duve sugiere que los peroxisomas pordían provenir de bacterias aerobias primitivas cuya adopción precedió a las mitocondrias. Estos detoxificadores podrían haber protegido a sus células hospedadoras durante el tiempo que transcurrió antes de que los antepasados de las mitocondrias alcanzaran su elevada eficiencia, superando así la crisis del oxígeno. A diferencia de mitocondrias y plastos, los peroxisomas no contienen restos de un sistema genético independiente, pues así como mitocondrias y plastos han perdido la mayor parte de sus genes que han pasado al núcleo, los peroxisomas podrían haber perdido todo su ADN. Para cuando los eucariontes adquirieron las mitocondrias, algunas actividades de los peroxisomas debieron haber llegado a ser tan vitales, que la selección natural no pudo eliminar ya éstos orgánulos primitivos (Duve, 1996).

Otra propuesta fue dada por Sercy, D.G. Debido a que los eucariontes evolucionaron en un ambiente rico en azufre, una endosimbiósis basada en una sintrofía de azufre resultaría más probable que una respiración aerobica. El endosimbionte debió tener los genes para el posterior desarrollo de los eucariontes en un ambiente con oxígeno. (Trueba & Montúfar eds. 2013).

Origen de los plastos.

Los otros orgánulos fundamentales de origen endosimbiótico son los plastos, cuyos representantes principales son los cloroplastos. Los plastos proceden de las cianobacterias, procariotas responsables de la crisis del oxígeno. Su adopción como endosimbiontes tuvo lugar probablemente después de la adopción de las mitocondrias. La adopción de endosimbiontes fotosintéticos implicó grandes ventajas selectivas. Las células que antes habían necesitado contar con un suministro constante de alimentos prosperaron sin otros ingredientes que luz, aire, agua y unos pocos minerales en disolución. Hay datos de que las células eucariotas adquirieron plastos al menos en tres momentos diferentes (Duve, 1996).

Origen de los undulipodios

Lynn Margulis consideró que la capacidad de movimiento exterior e interior que tienen las células nucleadas es la

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