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¿Había ya virus en la Tierra cuando aparecieron las primeras células vivas hace miles de millones de años? – Aayush A., 16 años, India
El origen de la vida en la Tierra ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. Y todavía lo hace.
Los fósiles proporcionan evidencia muy importante sobre la evolución de plantas y animales. Desafortunadamente, hay muy pocos fósiles de microbios antiguos disponiblespor lo que los científicos confían en los microbios modernos para idear teorías sobre cómo comenzó la vida. Estudié bacterias y otro tipo de microbio llamado arqueas de ambientes cálidos durante muchos años para aprender cómo podrían haber evolucionado en la Tierra primitiva, pero todavía tengo muchas preguntas sin respuesta.
Según la evidencia fósil que tenemos, los microbios unicelulares aparecieron en la Tierra antes que la vida celular más grande, como las plantas y los animales. Pero, ¿qué tipos de microbios constituyeron el primer tipo de vida?
¿Qué microbios se consideran vivos?
Los microbios son criaturas vivas unicelulares rodeadas por una membrana. Consumen y convierten nutrientes en moléculas biológicas o energía y son demasiado pequeños para ser vistos sin un microscopio.
Según esta definición, las bacterias, las arqueas y los eucariotas unicelulares son microbios. Bacterias y arqueas Son criaturas unicelulares que carecen de estructuras internas rodeadas de membranas, como un núcleo, para contener su material genético. Los eucariotas unicelulares tienen un núcleo y pueden tener otras estructuras rodeadas de membranas.
Algunos científicos considere los virus ser microbios hechos de material genético encerrados en una cubierta proteica. No pueden replicarse por sí mismas y secuestran la maquinaria de otras células para hacer copias de sí mismas. porque no tienen muchos características de las células vivasellos son no técnicamente vivo.
Evidencia de vida temprana en la Tierra
Los fósiles pueden proporcionar a los científicos pistas sobre cuándo comenzó la vida, pero registran mejor cosas duras como huesos y dientes. Los microbios están hechos de materiales blandos que no se fosilizan bien. Sin embargo, algunos viven juntos en grupos muy grandes de células que pueden acumular minerales y dejar fósiles bastante grandes.
Por ejemplo, las cianobacterias formaron grandes estructuras llamadas estromatolitos en los océanos de la Tierra primitiva. Los científicos han encontrado estromatolitos fósiles que se remontan a Hace 3,48 mil millones de años.
Otros científicos encontraron lo que creen que son arqueas fosilizadas en rocas de un fondo marino caliente de 3.400 millones de años. La Tierra se volvió habitable hace unos 4 mil millones de años, por lo que las bacterias y arqueas debieron haber aparecido hace entre 3,5 mil millones y 4 mil millones de años.
Observar las reacciones químicas que llevan a cabo las células también puede proporcionar pistas. Las reacciones que forman moléculas biológicas y generan energía constituyen lo que se llama metabolismo celular. Los científicos han encontrado evidencia de que algunas reacciones metabólicas estaban ocurriendo al menos Hace 4.100 millones de años. Estas reacciones pueden haber estado ocurriendo por sí solas. antes de que las células hubieran evolucionadotal vez en las superficies de arcillas o minerales.
Teorías sobre cómo empezó la vida en la Tierra
Las células copian su material genético, compuesto de ADN y ARN, para transmitirlo a las nuevas generaciones. Aunque el ADN es la forma de material genético que utilizan la mayoría de los organismos vivos hoy en día, algunos científicos creen que el ARN fue el primera molécula de almacenamiento de información en la Tierra primitiva porque puede hacer copias de sí misma.
Debido a que algunos virus modernos usan ARN para almacenar información genética, algunos científicos creen que los virus podrían tener Evolucionó a partir de ARN autorreplicantes.. Esta posibilidad significaría que los virus pueden haber aparecido antes que las bacterias. Pero como los virus no dejan fósiles, no hay evidencia disponible que respalde esta idea.
En algún momento, las reacciones metabólicas y los procesos de replicación tuvieron que unirse dentro de una membrana para formar una forma temprana de célula: una precélula. Quizás esto sucedió cuando una estructura parecida a un virus infectó un conjunto de reacciones metabólicas encerradas dentro de una membrana. La precélula podría entonces duplicarse, dando lugar a la evolución de la primera célula viva. Esta célula habría sido como las bacterias y arqueas actuales.
Quizás se formaron estructuras parecidas a virus antes que las células. Sin embargo, esas estructuras simples parecidas a virus podrían haber sido solo fragmentos de ADN o ARN, entonces, ¿podrían realmente considerarse “virus”?
Otra teoría popular afirma que los virus evolucionaron a partir de bacterias o arqueas degeneradas que perdieron la mayoría de las instrucciones genéticas para llevar a cabo el metabolismo y formar células. Hay muchos ejemplos de degeneraciones similares más pequeñas que han ocurrido en el mundo bacteriano actual.
Descubriendo la vida temprana
La superficie de la Tierra hoy es muy diferente a la lo que era hace 4 mil millones de años. Algunos han especulado que en las profundidades de la superficie de la Tierra, donde hace demasiado calor para la vida moderna, estas primeras condiciones todavía podría estar presentepermitiendo que algunas formas de protovida sigan existiendo donde están protegidas de ser consumidas por otros microbios.
Cuando la gente pueda explorar otros planetas o lunas, tal vez encontremos procesos similares a los que operaban en la Tierra primitiva. Este tipo de descubrimiento podría ayudarnos a resolver el enigma del origen de la vida aquí.
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Este artículo se republica desde La conversaciónuna organización de noticias independiente y sin fines de lucro que le brinda datos y análisis confiables para ayudarlo a comprender nuestro complejo mundo. Fue escrito por: Kenneth Noll, Universidad de Connecticut
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Kenneth Noll recibió anteriormente financiación de NSF, NASA, DOE y la Oficina de Investigación Naval.
