Umbral darwiniano o transición darwiniana es un término introducido por Carl Woese para describir un período de transición durante la evolución de las primeras células cuando la transmisión genética pasa de un modo predominantemente horizontal a un modo vertical. [1] [2] El proceso comienza cuando los ancestros del Último Ancestro Común Universal (LUCA) se vuelven refractarios a la transferencia de genes horizontal (o lateral) (HGT) y se convierten en entidades individuales con herencia vertical sobre la cual la selección naturales efectivo. Después de esta transición, la vida se caracteriza por genealogías que tienen una filogenia moderna parecida a un árbol. [3]
Antes del umbral darwiniano
El Último Ancestro Común Universal a menudo se considera un organismo ya complejo con un genoma basado en ADN , un flujo de información complejo y un metabolismo eficiente , pero algunos autores, como Carl Woese , creen en cambio que LUCA no era una entidad discreta sino más bien una comunidad diversa de células que sobrevivieron y evolucionaron como una unidad biológica. [1]
Carl Woese indicó que lo más probable es que existieran altas tasas de mutación y pequeños genomas. También estaban presentes proteínas pequeñas y "proteínas estadísticas" más grandes traducidas de forma imprecisa. Las entidades en las que la traducción aún no se había desarrollado hasta el punto de que pudieran surgir proteínas del tipo moderno, se han denominado " progenotes ", y la era durante la cual estas fueron las formas de vida más avanzadas, la "era progenota". [1]
Estos organismos o entidades biológicas, estos progenotes (o ribocitos), tenían ARN como molécula informativa en lugar de ADN. [4] El ARN es capaz tanto de catálisis como de replicación y podría haber sido fundamental para los orígenes de la herencia y la vida misma. [5] Se ha propuesto que los eventos moleculares iniciales se llevaron a cabo mediante ARN de transferencia (ARNt). Se plantea la hipótesis de que los ARNt estructurados podrían haber proporcionado aminoácidos durante un proceso llamado autotraducción de una sola hebra de ARNt extendida. [4]
La compartimentación con membranas aún no se completó y la traducción de proteínas no fue precisa. No todos los progenotes tenían su propio metabolismo; diferentes pasos metabólicos estuvieron presentes en diferentes progenotes. Por tanto, se asume que existió una comunidad de subsistemas que empezaron a cooperar colectivamente y culminaron en el LUCA. [4]
Después del umbral darwiniano
La mayoría de los científicos colocan el LUCA en la raíz del árbol de la vida . De esta raíz parten dos dominios procarióticos : las bacterias y las arqueas . Justo después de esta primera división, una de las ramas, yendo hacia las Archaea, se vuelve a dividir y da lugar a una tercera rama que es la de los Eucariotas, por lo que ahora hay tres Dominios de la vida. [6] Carl Woese pensó que incluso durante la era alrededor del origen de LUCA, la raíz y las primeras ramas estaban muy borrosas ya que las células aún no estaban muy bien definidas y la HGT seguía siendo bastante importante. [1] Algunos autores sostienen que LUCA era un eucariota mesófilo . [7] Según estos autores, los Dominios que derivaron de LUCA a través de un proceso de evolución reductiva o "racionalización" fueron Procariotas; Bacterias mesófilas y termófilas y arqueas termófilas. Por tanto, el término "procariota" debería abandonarse, ya que sugiere que "procariotas" precedieron a "eucariotas" en su evolución desde LUCA hacia la complejidad. [7] [6]
Ver también
- Transferencia horizontal de genes
- Transferencia horizontal de genes en evolución
- Evolución
- Carl Woese
- Último antepasado común universal
Referencias
- ↑ a b c d Woese, C. (9 de junio de 1998). "El antepasado universal" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (12): 6854–6859. Código Bibliográfico : 1998PNAS ... 95.6854W . doi : 10.1073 / pnas.95.12.6854 . ISSN 0027-8424 . PMC 22660 . PMID 9618502 .
- ^ Woese, Carl R. (25 de junio de 2002). "Sobre la evolución de las células" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (13): 8742–8747. Código Bibliográfico : 2002PNAS ... 99.8742W . doi : 10.1073 / pnas.132266999 . ISSN 0027-8424 . PMC 124369 . PMID 12077305 .
- ^ Arnoldt, Hinrich; Strogatz, Steven H .; Timme, Marc (13 de noviembre de 2015). "Hacia la transición darwiniana: cambio entre estados distribuidos y especiados en un modelo simple de vida temprana". Revisión E física . 92 (5): 052909. arXiv : 1501.05073 . Código bibliográfico : 2015PhRvE..92e2909A . doi : 10.1103 / PhysRevE.92.052909 . PMID 26651764 .
- ^ a b c José, Marco V .; Rêgo, Thais Gaudêncio; Farias, Sávio Torres de (03/12/2015). "Una propuesta del proteoma antes del último ancestro común universal (LUCA)" . Revista Internacional de Astrobiología . 15 (1): 27–31. doi : 10.1017 / S1473550415000464 . ISSN 1473-5504 .
- ^ West, Timothy; Sojo, Victor; Pomiankowski, Andrew; Lane, Nick (5 de diciembre de 2017). "El origen de la herencia en las protocélulas" . Transacciones filosóficas de la Royal Society B: Ciencias biológicas . 372 (1735): 20160419. doi : 10.1098 / rstb.2016.0419 . ISSN 0962-8436 . PMC 5665807 . PMID 29061892 .
- ^ a b Patrick., Forterre (2007). Microbes de l'enfer . París: Belin - pour la Science. ISBN 9782701144252. OCLC 228784853 .
- ^ a b Glansdorff, Nicolas; Xu, Ying; Labedan, Bernard (9 de julio de 2008). "El último antepasado común universal: aparición, constitución y legado genético de un precursor esquivo" . Biology Direct . 3 (1): 29. doi : 10.1186 / 1745-6150-3-29 . ISSN 1745-6150 . PMC 2478661 . PMID 18613974 .