Les vencimos

1º Bachillerato Biología, Geología y Ciencias Ambientales

Lección 17 · C · Historia de la Tierra y de la vida

Historia de la vida, no una escalera

1º Bachillerato Biología, Geología y Ciencias Ambientales · CyL Decreto 40/2022 · bloque C

Objetivos

  1. Formular el origen de la vida como problema científico, sin receta y sin fecha cerrada.
  2. Explicar la endosimbiosis de mitocondrias y cloroplastos con las pruebas que la hacen una teoría asentada, y no extenderla a todo orgánulo por inercia.
  3. Leer la explosión cámbrica, la salida a tierra y las extinciones masivas como cambios de faunas, dentro de un árbol de descendencia con modificación.

Explicación

La vida no «sube» hacia el ser humano. Los seres vivos de hoy, bacterias incluidas, son contemporáneos: llevan ramas del mismo tiempo, no peldaños de un edificio a medio hacer. La historia que sí se puede contar es la de grandes cambios de organización y de faunas, enganchados a los cambios del planeta de la lección anterior.

El origen es un problema, no una receta

No hay un fósil del primer organismo ni un día cero. Lo que la biología puede exigir, como problema, es más modesto y más duro: una fuente de moléculas orgánicas, un compartimento que las separe del entorno, un modo de copiar información y un modo de obtener energía. Esas piezas no tienen por qué haber llegado en el orden de un manual de laboratorio.

Hay hipótesis en competencia, no un protocolo. Una es la síntesis abiótica: experimentos clásicos mostraron que, en ciertas mezclas gaseosas y con energía, aparecen moléculas orgánicas sencillas. No rehacemos aquí ese montaje. Además, la composición de la atmósfera temprana no está cerrada, así que un experimento no es una repetición de la Tierra. Otra hipótesis sitúa el comienzo en fuentes hidrotermales, con gradientes naturales. Otra, el «mundo de ARN», propone que una molécula pudo a la vez guardar información y catalizar, antes de la división del trabajo entre ADN y proteínas. Pueden combinarse. Ninguna está terminada.

LUCA, el último antepasado común universal, no es un fósil desenterrado. Es una inferencia: lo que comparten los linajes actuales. Ya era una célula con un sistema genético sofisticado, no «la primera molécula». Entre el primer sistema capaz de copiarse y LUCA hay historia perdida.

Células, y un salto de organización

Bacterias y arqueas son procariotas: sin núcleo. Los eucariotas tienen núcleo y un sistema de membranas internas. Los indicios de vida microbiana aceptados son del Arcaico, miles de millones de años antes que los animales; los candidatos más extremos siguen en debate, y no hace falta el más antiguo para ver el desfase. Estromatolitos y señales químicas pueden ser biogénicos, pero una forma parecida no basta sola.

La comparación de genomas coloca a los eucariotas más cerca de ciertas arqueas que de las bacterias. El detalle del hospedador se sigue precisando. Eso no convierte a una arquea actual en un fósil viviente: también ella es moderna.

Endosimbiosis: qué está asentado

Lynn Margulis defendió que mitocondrias y cloroplastos vienen de bacterias que pasaron a vivir dentro de otra célula. Hoy es teoría asentada para esos dos orgánulos, no una ocurrencia. Las pruebas convergen. Tienen doble membrana, coherente con una envuelta propia más una vacuola del hospedador. Tienen ADN circular y ribosomas de tipo bacteriano. Se dividen por fisión, no se fabrican de cero en la célula. Las secuencias emparentan la mitocondria con bacterias (en la línea de las alfaproteobacterias) y el cloroplasto con cianobacterias. El cloroplasto, además, llega después: hay eucariotas con mitocondria y sin cloroplasto.

No está igual de asentada una origen endosimbiótico del núcleo, aunque Margulis exploró ideas más amplias. Afirmar «todo orgánulo fue una bacteria» pasa de la teoría a la costumbre. Y la endosimbiosis no es un experimento para repetir en clase: es una historia leída en las células actuales.

Endosimbiosis de mitocondria y, después, de cloroplasto Una célula hospedadora incorpora una bacteria que acaba como mitocondria. Un eucariota posterior incorpora una cianobacteria que acaba como cloroplasto. No se dibuja el núcleo como bacteria. hospedador bacteria mitocondria + cloroplasto Esquema. El cloroplasto no es previo a la mitocondria. El núcleo no se cuenta aquí como una tercera bacteria.

La explosión cámbrica es una diversificación

Al principio del Fanerozoico, hace del orden de 540 Ma, el registro de animales cambia de prisa en términos geológicos: aparecen muchos planes corporales, a menudo con partes duras que fosilizan. Eso es la llamada explosión cámbrica. No es el origen de la vida, que es miles de millones de años anterior, ni la aparición de todas las especies actuales en una mañana. Antes, en el Ediacárico, ya hay organismos multicelulares; el debate es cuántos de ellos son animales y cuánto falta por fosilizar de lo blando.

Las causas que se discuten no se excluyen: más oxígeno, depredación que selecciona esqueletos y movilidad, y una genética del desarrollo (genes del tipo Hox y afines) ya capaz de variar el plano corporal. Ninguna está demostrada como causa única. «Explosión» es una metáfora de tasas, no un estruendo.

Colonizar el medio terrestre

Salir del agua no es un paso de una especie heroica. En el Ordovícico y el Silúrico hay indicios de plantas y de artrópodos en tierra; en el Devónico hay bosques y los primeros tetrápodos. Cada grupo resuelve a su modo el soporte, la desecación y la reproducción fuera del agua. Las plantas, al meteorizar roca y al alterar el carbono, cambian el ambiente que las recibe: la historia de la vida y la de la Tierra se empujan. No ponemos aquí el año del «primer pie».

Extinciones: cambia la fauna, no se apaga el árbol

Una extinción masiva elimina una fracción grande de especies en un tiempo geológicamente breve y deja otras faunas en los papeles principales. Se suelen citar cinco grandes en el Fanerozoico; el número depende del umbral. Dos bastan para ver el mecanismo histórico.

La de finales del Pérmico, hace unos 252 Ma, es la más severa. La hipótesis principal la liga al vulcanismo de las traps de Siberia: calentamiento, océanos pobres en oxígeno, lluvia ácida. Varios de esos eslabones siguen afinándose; la magnitud de la crisis, no. Desaparecen grupos marinos enteros. La vida no «vuelve a empezar»: continúan linajes que ya existían, y se diversifican en huecos.

La de finales del Cretácico, hace unos 66 Ma, acaba con los dinosaurios no avianos. El impacto está muy bien apoyado: anomalía de iridio y el cráter de Chicxulub. El vulcanismo del Decán se discute como factor añadido, no como sustituto del cráter. Los mamíferos no nacen ese día: ya estaban, y después ocupan nichos que la crisis dejó libres. Las aves son dinosaurios que sí siguen.

Descendencia con modificación

El marco es el de Darwin: los organismos descienden de antepasados comunes con modificación. El parecido se explica por parentesco, no por una escala de progreso. Un pez actual no es un borrador de humano. Una bacteria actual no es «menos evolucionada» en el sentido de haberse quedado parada: está adaptada a su modo de vida y su linaje es tan largo como el nuestro. El árbol se ramifica. Cortar la rama humana y llamarla cúspide es un dibujo ideológico, no una lectura del registro.

Árbol ramificado frente a escalera hacia el ser humano A la izquierda, una escalera tachada de bacteria a humano. A la derecha, un árbol donde humanos, plantas y bacterias actuales son puntas contemporáneas. No es una escalera bacteria «abajo», humano «arriba»: falso Sí es un árbol plantas humanos bacterias de hoy las tres puntas viven ahora

Glosario de esta lección

LUCA. Último antepasado común universal, inferido por lo que comparten los linajes. No es el primer ser vivo ni un fósil con etiqueta.

Endosimbiosis. Una célula pasa a vivir dentro de otra y el conjunto se hereda. Asentada para mitocondrias y cloroplastos.

Explosión cámbrica. Diversificación relativamente rápida de planes corporales animales al inicio del Fanerozoico. No es el origen de la vida.

Extinción masiva. Pérdida de muchas especies en poco tiempo geológico, seguida de otras faunas dominantes. No pone el contador de la vida a cero.

Descendencia con modificación. Las especies actuales vienen de antepasados comunes y han cambiado. El patrón es un árbol, no una escalera de progreso.

Fósil guía. Especie de amplia distribución y corta duración, útil para correlacionar. No convierte la explosión cámbrica en un único día.

Ejemplo resuelto

Enunciado. Un párrafo dice: «La vida empezó en el Cámbrico, cuando las células decidieron unirse para llegar al ser humano. La mitocondria y el núcleo son bacterias tragadas. Al extinguirse los dinosaurios, nacieron los mamíferos».

  1. Fecha. El Cámbrico es una diversificación animal del orden de 540 Ma. La vida microbiana es muy anterior. «Decidieron» no es un mecanismo.
  2. Dirección. El ser humano es una rama de primates, no la meta del Cámbrico. Quitar esa meta no quita el parentesco.
  3. Orgánulos. La mitocondria sí encaja con una bacteria incorporada: membranas, ADN, ribosomas, fisión, secuencias. El núcleo no se afirma con el mismo paquete de pruebas.
  4. Extinción. Hace unos 66 Ma desaparecen los dinosaurios no avianos. Los mamíferos ya existían y luego se diversifican. «Nacieron ese día» confunde vacío ecológico con origen del grupo.
Laboratorio · árbol, no escalera Abrir en pestaña →

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Comprueba

¿Por qué el mundo de ARN no es una práctica de laboratorio de esta lección?

Respuesta: Porque es una hipótesis sobre cómo pudo copiarse la información antes de la célula actual. No está cerrada, y no damos ni mezcla ni protocolo: el origen de la vida se estudia como problema, no como receta.

Por qué: un experimento histórico de síntesis abiótica muestra que ciertas moléculas pueden formarse sin vida. No demuestra cuál fue la atmósfera real ni fabrica una célula. Confundir las dos cosas es saltarse el problema.

¿Qué prueba no debes usar para decir que el núcleo «fue una bacteria»?

Respuesta: El paquete que sí vale para mitocondrias y cloroplastos (ADN propio de tipo bacteriano, doble membrana, fisión y secuencias) no está igual de cerrado para el núcleo. No se exporta la conclusión por simetría.

Por qué: la endosimbiosis es fuerte precisamente porque varias pruebas independientes coinciden en esos dos orgánulos. Donde no coinciden, la honestidad es decir que no está asentado.

¿La extinción de finales del Cretácico crea a los mamíferos?

Respuesta: No. Elimina a los dinosaurios no avianos, hace unos 66 Ma, con un impacto bien apoyado. Los mamíferos, que ya existían, se diversifican después en nichos libres.

Por qué: una extinción cambia qué linajes dominan el registro. No resetea el árbol ni convierte al superviviente en una especie nueva aparecida ese martes.

Esquema para dibujar

Dibuja un árbol ramificado (no una escalera) o la endosimbiosis de mitocondria y cloroplasto.

id="maestro-cierre" data-maestro="cierre">Cierre

Origen sin receta y sin día cero. Eucariotas con mitocondrias de origen bacteriano y, en la rama verde, cloroplastos de cianobacterias. Cámbrico como diversificación animal, tierra colonizada por varios grupos, extinciones que relevan faunas. En todo el relato, descendencia con modificación: un árbol. La rama humana no es el último peldaño porque no hay peldaños.

Reto

Corrige el museo imaginario

Escribe el texto de una cartela de seis líneas para tres piezas: un estromatolito del Arcaico, un trilobites y un mamífero posterior a la crisis de hace unos 66 Ma. Cada cartela debe decir qué no es (no es el primer día de la vida, no es un humano a medias, no nace el día del impacto) y en qué rama del árbol está. Sin receta del origen y sin llamar «primitiva» a una bacteria actual.

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