TEORIES DE L'EVOLUCIÓ CEL·LULAR - BIOLOGIA - 2025

Les teories de l'evolució cel·lular són explicacions que intenten entendre quan i com van sorgir les cèl·lules. Normalment es refereixen a cèl·lules eucariotes, és a dir, aquelles que compten amb un nucli separat per una membrana cel·lular on contenen el material genètic.

A diferència de les cèl·lules procariotes, que són més simples i van aparèixer fa uns 3.700 milions d'anys a la Terra, les cèl·lules eucariotes són molt més complexes, de major grandària i d'aparició més recent.

Imatge d'alta definició d'un organisme unicel·lular. Via Youtube.

A causa de que les cèl·lules eucariotes són la base de la majoria dels éssers vius, com plantes i animals, s'han desenvolupat diverses teories sobre el seu origen i el per què van aparèixer.

Desenvolupament de les primeres cèl·lules

Les primeres cèl·lules van aparèixer fa a el menys 3.700 milions d'anys, uns 750 milions d'anys després que es formés la Terra. Tot i que no sabem amb seguretat com van aparèixer les primeres cèl·lules, sí que coneixem amb força precisió com es van desenvolupar.

No obstant això, una de les teories més acceptades sobre la formació de les primeres cèl·lules és la següent: donades les condicions atmosfèriques de la Terra primitiva, una descàrrega d'energia pot produir que es formin molècules orgàniques de forma espontània.

Això va ser demostrat pels experiments de Stanley Miller en els 50, en què va aconseguir crear molècules orgàniques a partir d'hidrogen, metà i amoníac.

Més endavant, es van formar les primeres molècules orgàniques complexes (també anomenades macromolècules). En algun punt de l'evolució d'aquestes molècules, va sorgir la primera capaç de replicar-se utilitzant materials del seu entorn. Va néixer llavors, per primera vegada, una cèl·lula.

Aquestes primeres cèl·lules podrien haver-se reproduït lliurement en un principi, donada la manca de competència pel combustible que utilitzaven. No obstant això, a causa de que el seu nombre va augmentar considerablement (precisament per aquesta manca de competència), aviat les cèl·lules van haver de tornar-se més sofisticades per poder seguir reproduint-se. Així va començar el procés d'evolució.

Tipus de cèl·lules i el seu desenvolupament

Durant molts anys, es va creure que tan sols existien dos tipus de cèl·lules, les procariotes (que literalment significa "sense nucli") i les eucariotes, més complexes i d'aparició més tardana. No obstant això, en els últims dos segles s'han anat identificant un altre tipus de cèl·lules que no encaixen amb les característiques de cap dels altres dos.

Aquestes cèl·lules són conegudes des dels 90 com "archaea", que significa literalment "les antigues". D'aquesta manera, avui dia s'utilitza un sistema de classificació de tres dominis: Archaea, Bacteri i Eucaria.

cèl·lules Archaea

Les Archaea (també conegudes com arqueges) són cèl·lules sense nucli, molt similars als bacteris però amb certes característiques que han provocat que es considerin com a organismes independents.

A l'igual que la resta de cèl·lules, es tracta d'organismes microscòpics. La seva paret cel·lular és molt resistent, el que els permet viure en ambients extrems (fins i tot en asteroides en l'espai, sense la protecció de cap tipus d'atmosfera).

La seva alimentació també és molt diferent, ja que aprofiten compostos inorgànics com hidrogen, diòxid de carboni o sofre en lloc d'oxigen.

Cèl·lules procariotes (bacteris)

Les cèl·lules procariotes són les més senzilles dins dels tres tipus. Compten tan sols amb una membrana cel·lular, que envolta l'interior de la cèl·lula. Dins podem trobar-nos el material genètic suspès dins el citoplasma, així com alguns ribosomes (els orgànuls que generen energia dins de la cèl·lula).

Les cèl·lules procariotes, tot i ser de molts tipus diferents, estan totes classificades com bacteris. Per poder adaptar-se a l'mig de forma més eficaç, moltes d'elles compten amb altres afegits, com flagels per poder-se moure lliurement o una paret enganxosa, la càpsula, que els permet adherir-se a altres organismes.

cèl·lules eucariotes

Les cèl·lules eucariotes són les més complexes i de major grandària dels tres tipus. Es diferencien de les procariotes i de les arqueges principalment en que posseeixen un nucli, on emmagatzemen l'ADN. A més, compten amb diversos tipus d'orgànuls cel·lulars, que els permeten realitzar diferents tipus de funcions.

Les cèl·lules eucariotes són la base de tota la vida complexa que existeix a la Terra. A causa d'això, els científics porten moltes dècades estudiant el seu origen, i han desenvolupat anomenada teoria endosimbiòtica de el desenvolupament cel·lular.

Teoria endosimbiòtica de l'evolució cel·lular

Les cèl·lules eucariotes estan molt més desenvolupades que els arqueobacteris o que els bacteris. Només fa unes dècades es va trobar una explicació satisfactòria per a la seva sorgiment: la teoria endosimbiòtica.

Aquesta teoria es basa en les similituds que presenten les mitocòndries i els cloroplasts de les cèl·lules eucariotes amb bacteris, tant en la seva forma com en el seu funcionament.

Per tant, els científics que la defensen proposen que en algun moment de l'evolució, una cèl·lula de grans dimensions va absorbir un bacteri i va començar a utilitzar-la per extreure l'energia necessària per sobreviure i reproduir-se.

El bacteri absorbida, per la seva banda, va guanyar més probabilitats de deixar descendència, així com una major seguretat a l'estar dins d'una cèl·lula més gran. Per tant, es va produir una relació simbiòtica; d'aquí el nom de la teoria.

Després milions d'anys d'evolució, les mitocòndries i cloroplasts, que abans eren bacteris independents, s'han especialitzat. Per tant, ja no poden sobreviure fora de la cèl·lula.

Evidències de la teoria endosimbiòtica

En el llenguatge quotidià fem servir la paraula "teoria" per descriure una opinió que no està basada en els fets. No obstant això, en el món de la ciència una teoria és una explicació d'un fenomen confirmada per experiments i observació.

La teoria endosimbiòtica no és una excepció. Diverses pistes ens porten a pensar que així va ser com van sorgir les cèl·lules animals i vegetals. Algunes d'aquestes evidències són les següents:

• Els mitocondris i els cloroplasts tenen el seu propi ADN → Aquests dos tipus d'orgànuls són us únics que tenen ADN dins del seu citoplasma, estant separat d'l'ADN principal de la cèl·lula.
• Tots dos orgànuls es reprodueixen pel seu compte → Com que tenen el seu propi ADN, els cloroplasts i els mitocondris poden replicar-se independentment de la cèl·lula, i dirigeixen la seva pròpia divisió.
• Posseeixen membrana cel·lular → A l'contrari que la resta dels orgànuls de la cèl·lula, tant mitocòndries com cloroplasts tenen una doble membrana cel·lular que els separa de la resta. Aquest tipus de membrana també està present en els bacteris.

referències

1. "Cèl·lules procariotes" a: Khan Academy. Recuperat a: 17 gener 2018 de Khan Academy: es.khanacademy.org.
2. "Diferències entre cèl·lula eucariota i procariota" a: Diferència Entre. Recuperat a: 17 gener 2018 de Diferència Entre: diferencia-entre.com.
3. "From Prokaryotes to eukaryotes" a: Understanding Evolution. Recuperat a: 17 gener 2018 de Understanding Evolution: evolution.berkeley.edu.
4. "The Origin and Evolution of Cells" a: NCBI. Recuperat a: 17 gener 2018 de NCBI: ncbi.nlm.nih.gov.
5. "The Evolution of the Cell" a: Learn Genetics. Recuperat a: 17 gener 2018 de Learn Genetics: learn.genetics.utah.edu.