TEMA 4 Origen y diversidad de los eucariotas . Niveles morfológicos, Apuntes de Botánica y Agronomía

¡Descarga TEMA 4 Origen y diversidad de los eucariotas . Niveles morfológicos y más Apuntes en PDF de Botánica y Agronomía solo en Docsity! TEMA 4 Origen y diversidad de los eucariotas. Niveles morfológicos de organización de los vegetales eucariotas: protófitos, talófitos, briófitos y cormófitos. En taxonomía y biología, Eukarya o Eukaryota (palabras con etimología del griego: εὖeu —“bueno“, “bien“—yκάρυονkaryon—“nuez“, “carozo“, “núcleo“—) es el reino que incluye los organismos celulares con núcleo verdadero. La castellanización adecuada del término es eucariontes. Estos organismos constan de una o más células eucariotas, abarcando desde organismos unicelulares hasta verdaderos pluricelulares en los cuales las diferentes células se especializan para diferentes tareas y que, en general, no pueden sobrevivir de forma aislada. El resto de los seres vivos son unicelulares procariotas y se dividen en los reinos Archaea y Bacteria. El origen de la célula eucariota fue un hito en la evolución de la vida, puesto que todas las células complejas son de este tipo y constituyen la base de casi todos los organismos pluricelulares. No hay acuerdo sobre cuándo se han originado los eucariontes. Algunos investigadores sitúan el origen hace sólo 900 millones de años mientras que otros lo adelantan hasta hace unos 2.000 millones de años. Los fósiles más tempranos, como los acritarcos, son difíciles de interpretar. Los datos actuales sitúan la aparición de células eucariotas hace unos 1.400 millones de años. Formas que pueden relacionarse inequívocamente con grupos modernos empezaron a aparecer hace unos 800 millones de años, mientras que la mayoría de los grupos fósiles se conocen desde final del Cámbrico, hace unos 500 millones de años. Eukaryota se relaciona con Archaea desde el punto de vista del ADN nuclear y de la maquinaria genética, y ambos grupos son clasificados a veces juntos en el clado Neomura. Desde otros puntos de vista, tales como por la composición de la membrana, se asemejan más a Bacteria. Origen de los eucariontes Teorías simbiogenéticas: también llamadas simbióticas, endosimbióticas, postulan el origen simbiogenético de los eucariontes como producto de la unión entre dos o más organismos procariotas. Teorías autógenas: postulan que un solo organismo procariota (elproto-eucariota), es el ancestro de los eucariontes sin simbiogénesis (sin relevancia en la comunidad científica). En lo que se refiere a las teorías simbiogénicas, se han propuesto tres posibles explicaciones principales: •Los eucariontes resultaron de la fusión completa de dos o más células, el citoplasma procedente de una bacteria y el núcleo derivaría de la endosimbiosis de una archaea (o alternativamente de un virus). •Lo seucariontes se desarrollaron de las archaea y adquirieron sus características bacterianas a partir de las proto-mitocondrias. •Los eucariontes y las archaea se desarrollaron independientemente a partir de una bacteria modificada. Posible ancestro arqueano: 1) Hipótesis del eocito: Crenarcheota (Arquea)+Bacteria 2) Hipótesis sintrófica: Euryarcheota metanógena (Arquea)+Bateria) 3) Organismo pre-arqueano llamado Neomura Posible ancestro bacteriano: bacteria Gramnegativa (con presencia de mitocondrias) Hipótesis del progenote: ancestro común en procariontes y eucariontes. No hay evidencia experimental de la existencia del progenote. La hipótesis actualmente más aceptada es la presencia de un organismo pre-arqueano llamado Neomura. En esta línea, Cavalier-Smith sostiene que Eukarya y Archaea son grupos hermanos que se originaron hace sólo 900 millones años a partir de una bacteria Gram-positiva del grupo Actinobacteria, lo que explicaría las numerosas características compartidas específicamente entre eucariontes y actinobacterias. 2.000-900 millones años FORMACIÓN CÉLULA EUCARIOTA Formación capa de ozono Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario fundamental (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular. Igualmente estas células vienen a ser microscópicas pero de tamaño grande y variado comparado con las otras células. La alternativa a la organización eucariótica de la célula la ofrece la llamada célula procariota. En estas células el material hereditario se encuentra en una región específica denominada nucleoide, no aislada por membranas en el seno del citoplasma. Las células eucariotas no cuentan con un compartimiento alrededor de la membrana plasmática (periplasma), como el que tienen las células procariotas. Tampoco hay acuerdo en el origen del sistema de endomembranas y de las mitocondrias. La hipótesis fagotrófica supone que las endomembranas se originaron por endocitosis y que después se especializaron, mientras que las mitocondrias fueron adquiridas por ingestión y endosimbiosis, al igual que los plastos. Según esta hipótesis, la conversión de la rígida pared bacteriana de peptidoglicano en una superficie celular flexible de glicoproteínas permitió por primera vez en la historia de la vida la fagocitosis. La capacidad de ingerir presas está unida a la endocitosis, que llevó necesariamente al desarrollo del sistema de endomembranas, al citoesqueleto y a sus motores moleculares asociados, y en última instancia, dio lugar al núcleo y a la reproducción sexual. Es decir, que la mayor parte de las características eucariotas tendrían un origen autógeno. La fagotrofia sería también responsable de la adquisición de las mitocondrias y cloroplastos, pues abre inmediatamente la posibilidad de que alguna célula ingerida escape a la digestión y se convierta, bien en un parásito intracelular, bien en un endosimbionte. La hipótesis sintrófica supone que primero se estableció una relación simbiótica y después el proto-eucarionte creció para rodear a la proto-mitocondria, mientras que las endomembranas se originaron más tarde, en parte gracias a los genes mitocondriales. Es decir, que la secuencia de acontecimientos se produciría al revés que en la hipótesis fagotrófica, primero la endosimbiosis y a continuación y debido a ella, el cambio en la estructura celular. Una versión extrema de está hipótesis es la endosimbiosis seriada de L.Margulis, que sostiene que prácticamente todas las características eucariotas fueron adquiridas en una serie de sucesivas incorporaciones endosimbióticas. Fue probablemente en la era Ediacara, así llamada por las montañas del mismo nombre (635– 542millones de años, seguida del Cámbrico) cuando surgieron los primeros eucariontes pluricelulares. 1.100-550 millones años SEPARACIÓN DE ANIMALES Y VEGETALES •Autótrofos y degradadores de la biomasa: vegetales •Consumidores de la biomasa capaces de digerir: animales 1.100-550 millones años ca. 500-430 millones años Aumento en grosor de la capa de ozono. Las características distintivas de las células de las plantas son: •Una vacuola central grande (delimitada por una membrana, el tonoplasto), que mantiene la forma de la célula y controla el movimiento de moléculas entre citosol y savia. •Una pared celular compuesta de celulosa y proteínas, y en muchos casos, lignina, que es depositada por el protoplasto en el exterior de la membrana celular. Esto contrasta con las paredes celulares de los hongos, que están formadas de quitina, y la de los procariontes, que están constituidas por peptidoglicano. •Los plasmodesmos, poros de enlace en la pared celular que permiten que las células de las plantas se comuniquen con las células adyacentes. •Los cloroplastos que contienen clorofila, el pigmento que da a las plantas su color verde y que permite que realicen la fotosíntesis. NIVELES MORFOLÓGICOS DE ORGANIZACIÓN Las formas vegetales actuales son debidas a la evolución de formas más primitivas mediante cambios morfológicos que supusieron nuevas adaptaciones. Los niveles morfológicos son grupos con características comunes y son el resultado de procesos anteriores. PROTÓFITOS Se consideran protofitos todos los vegetales unicelulares, así como los que están formados por agregados laxos de células, que no están diferenciadas en relación a una división del trabajo, y que, por ello, son capaces de descomponerse fácilmente en individuos unicelulares. En su seno se pueden distinguir los siguientes tipos: protofitos unicelulares, protofitos cenobiales (o cenobios) y plasmodios. TALÓFITOS •Son vegetales pluricelulares (excepcionalmente polienérgidos como, por ejemplo, Caulerpa) diferenciados a base de una división del trabajo; la mayoría de las algas y hongos así como los líquenes son talófitos. •Muchos de ellos, al igual que los protófitos, están adaptados a la vida acuática y a que su cuerpo vegetativo (talo) carece de mecanismos para la regulación de su contenido hídrico. •Sólo un cierto número de talófitos (como los hongos superiores y los líquenes) han podido establecerse permanentemente en el medio terrestre. Para conseguir la formación de talos pluricelulares fue necesaria la constitución de paredes celulares sólidas a base de polímeros elevados, como la celulosa o la quitina, y el establecimiento, entre las células hijas resultantes de una división, de paredes comunes, que separan los protoplasmas pero no los aíslan del todo merced a la existencia de punteaduras (orificios), a través de las cuales pasan finísimas conexiones plasmáticas o plasmodesmos. •El término “talo” suele definirse negativamente en comparación con el de “cormo”; se denomina talo a todo cuerpo vegetativo pluricelular o polienérgido que no presenta la típica diferenciación de un cormo, es decir, que no presenta división en raíces, tallos y hojas. EL TALO DE LOS HONGOS El cuerpo vegetativo de los hongos es un talo que recibe el nombre particular de micelio y está constituido por un conjunto de filamentos de crecimiento siempre apical, llamados hifas. En los grupos más primitivos, las hifas son plurinucleadas (organización sifonal), pero en la gran mayoría de los hongos (ascomicetes, basidiomicetes, deuteromicetes) presentan septos de separación entre sus núcleos y suelen organizarse en plecténquimas o pseudotejidos fúngicos. BRIÓFITOS Los briófitos (musgos y hepáticas) son, en su mayoría, vegetales terrestres ligados a hábitats húmedos, cuyos cuerpos vegetativos tienen una organización intermedia entre la de los talófitos y la de los cormófitos. CORMÓFITOS Son vegetales con “cormo” típico (entendiendo como tal un cuerpo vegetativo diferenciado en raíces, tallos y hojas), que han conquistado la tierra firme. Nivel de organización cormofítico lo presentan las criptógamas vasculares y las fanerógamas o plantas con semillas (espermatófitos). Requisitos vitales para los cormófitos: a) Impedir la pérdida de agua de su organismo: impregnación con cutina y suberina de paredes celulares de tejidos periféricos (epidermis cutinizada) e intercambio de gases mediante los estomas. b) Estructuras especiales destinadas a la absorción de agua y sales minerales (las raíces) y de otras cuya función es el transporte de dichas sustancias a través del vegetal (el xilema). c) Mantenerse erguidos en el medio terrestre mediante la constitución de elementos de sostén (tejidos de tipo esclerénquima y colénquima).