¿La gran mayoría de los descendientes de esas bacterias que existieron hace más de 2 mil millones de años, y que no se extinguieron mientras tanto, todavía son bacterias hoy en día?

Gracias por pedirme que responda esta pregunta. En realidad, hay algunas preguntas separadas y suposiciones implícitas en la pregunta y los detalles, por lo que voy a abordar algunas ideas diferentes en esta respuesta.

¿Los eucariotas descienden de las bacterias?

Toda la vida en la Tierra parece haberse originado con una sola célula. Es controvertido si los eucariotas se originaron a partir de Archaebacteria o Eubacteria (ambos tipos de bacterias en el lenguaje común, pero en realidad muy lejos, filogenética y radicalmente diferentes en muchos sentidos).

Genéticamente, los eucariotas tienen más en común con las arqueobacterias, pero el resto de la célula es más similar a las eubacterias. Es posible que Eukaryotes sea el resultado de una invasión de una Eubacterium por una Archaebacterium, o de la invasión de una Eubacterium por un virus que se formó a partir de una Archaebacterium. Pero todas las Eubacteria y Archaebacteria parecen haber venido de una sola célula en algún lugar del estadio de béisbol hace 3.500 millones de años, por lo que en última instancia todos estamos relacionados.

Pero dejando de lado el mecanismo exacto por el cual se formó el primer eucarionte, simplifiquemos las cosas y digamos que se formó a partir de una célula bacteriana de una forma u otra. Es importante reconocer que las bacterias no se reproducen de la misma manera que lo hacen la mayoría de los organismos eucariotas multicelulares en la actualidad. Se dividen en dos, al igual que nuestras células individuales cuando crecen, esencialmente creando clones. Podemos imaginar un fragmento de nuestro árbol genealógico de la siguiente manera:

La línea verde representa esas bacterias que fueron nuestros antepasados. Somos los descendientes directos de todas las celdas de esta línea que se remontan a la primera proto-célula. Ninguna de las bacterias negras son nuestros antepasados ​​(incluidos los muchos, muchos otros que se deben mostrar a ambos lados de este diagrama). En este punto, no hay nada intrínsecamente especial o interesante acerca de nuestros antepasados, son casi exactamente los mismos que sus células hermanas.

En dicha población, ocurren mutaciones ocasionales y se acumulan a lo largo de muchas generaciones, pero por lo demás son clones. Es a través de estas mutaciones que la variación entra en la población bacteriana.

Ahora, notará que la población de este diagrama se está duplicando en cada generación. Si sabe cómo funciona el crecimiento exponencial, sabrá que una población pequeña (o saldo bancario) sujeta a un crecimiento exponencial durante el tiempo suficiente alcanza proporciones astronómicas. Quiero seguir esto como un experimento mental.

Algunas bacterias se pueden dividir una vez cada 20 minutos con las condiciones adecuadas. Voy a ser más cauteloso y decir que estas bacterias se dividen una vez por día. Y voy a decir que tienen un micrometre (1μm) de ancho (aproximadamente el tamaño de Staphylococcus o Escherichia coli ). Digamos que comenzamos con una celda el 1 de enero, 2 mil millones antes de Cristo. Para el 30 de marzo (89 días después), tendríamos 0.6 x 10 ^ 27 células. Si los extiende al grosor de una celda, tendría suficiente para cubrir toda la superficie de la Tierra con algo de sobrante. Para el 20 de abril, la bacteria tendría dos metros de profundidad. Para el 30 de abril, tendrían 2km de profundidad. Temprano en la mañana del 3 de mayo, su profundidad llegaría a la cima del Monte Everest (asumiendo que era la misma altura que es ahora). Eso es solo 123 días para ahogar toda la Tierra. Dado que ha habido bacterias durante miles de millones de años, han tenido tiempo suficiente para llenar todo el universo conocido muchas veces.

Entonces, ¿dónde están todas estas bacterias? Casi todos los que vivieron, murieron sin reproducirse. Es posible que hayan muerto de hambre, se hayan secado, hayan sido destruidos por alguna calamidad incidental (calor, aplastamiento, etc.), hayan sido envenenados por sus propios productos de desecho, hayan sido engullidos (comidos) por otra célula, destruidos por virus, sufrido una mutación deletérea, y así en. No somos descendientes de ninguna de esas bacterias. En primer lugar, nunca existió una cantidad mucho mayor, porque sus antepasados ​​murieron antes de reproducirse. Obviamente tampoco descienden de ellos. Entonces, en realidad, nuestro diagrama debería verse más o menos así.

Este diagrama es optimista, ya que hay el doble de células en la generación tres que en la generación 0. En una población en equilibrio, en promedio, por cada celda que se divide, otra muere sin dividirse.

La razón por la que digo esto es que, cuando miro su declaración, “esto me lleva a la conclusión de que la mayoría de las formas de vida se extinguen y solo sobrevive un pequeño porcentaje”. Creo que es perfecto. Este es un concepto fundamental en biología y particularmente en teoría evolutiva. Es una de las piedras fundamentales conceptuales de la evolución. Pero cuando se trata de bacterias, casi todas las líneas se extinguen, de una manera que es más obvia que con organismos que se reproducen sexualmente, como los mamíferos.

Estoy menos inclinado a estar de acuerdo con lo que dices a continuación:

De esos pocos que sobreviven, solo un pequeño porcentaje sufre un gran cambio evolutivo (como de una bacteria a un mamífero) a lo largo de miles de millones de años, y la gran mayoría de las formas de vida perduran con solo cambios moderados.

¿Han cambiado las bacterias?

La enorme diversidad de formas que vemos en los organismos multicelulares puede llevarnos a suponer que han sufrido más cambios que las bacterias, que parecen ser células únicas sin importancia. Usted dijo: “aquellas bacterias de hace 2 mil millones de años son muy diferentes a las bacterias modernas, pero aún lo suficientemente similares como para estar en la misma clasificación de formas de vida”. “Bacteria” es un término inexacto que los seres humanos hemos aplicado a la vida celular que no es eucariota. Las diferentes categorías de bacterias son, de hecho, mucho más diferentes hoy de lo que eran hace 2 mil millones de años. Como lo demuestra el siguiente diagrama, hay clados bacterianos más importantes que los clados eucariotas. Y como noté antes, hay dos ramas de la vida totalmente diferentes que contienen “bacterias”: son muy diversas.

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Euk…

(Recuerde que este diagrama, como todos los diagramas, se simplifica dramáticamente. No muestra la gran cantidad de “callejones sin salida”, y de hecho cada línea representa muchas, muchas especies e individuos diferentes. Para dibujar realmente este diagrama correctamente requeriría una hoja de papel más grande que el Sistema Solar).

Clasificamos toda la vida celular en el planeta en dos ramas principales. Una es todas las bacterias y la otra contiene eucariotas y bacterias. Dado que nuestras células bacterianas ancestrales se separan de las Eubacterias, las Eubacterias se han dividido en tres grupos principales. No son tan homogéneos como parecen. Es probable que las diferencias metabólicas entre estos clados sean mucho mayores que las diferencias metabólicas entre las células humanas y las de dinosaurio, por ejemplo.

Es cierto que la diferenciación interna de las células eucariotas, y las posibilidades que presenta la multicelularidad, han llevado a una enorme diferenciación, con algunas “estrategias” evolutivas muy diferentes que se siguen entre los eucariotas. La complejidad de la estructura celular eucariota y la división del trabajo en un organismo multicelular abrieron posibilidades que no estaban disponibles para otras bacterias. Pero también debemos reconocer que estos cambios son más visibles y notables para nosotros. Estrategias mucho más radicales han sido perseguidas por algunos de los organismos muy diversos que agrupamos como “bacterias”, pero simplemente no captan nuestra atención ni nos interesan tanto.

Por ejemplo, las bacterias pueden tener una combinación de paredes celulares y membranas celulares, o solo membranas celulares, o ninguna membranas en absoluto (micobacterias). Algunas bacterias pueden vivir en ambientes extremadamente cálidos, o extremadamente frío, ácido o salado, en un grado mucho mayor que cualquier Eukaryote. Pueden absorber nutrientes orgánicos de su entorno, fabricar sus propios nutrientes mediante fotosíntesis, quimiosíntesis y otros procesos. Pueden invadir otras celdas. Algunos ( Clostridia, Bacillus ) forman endosporas, cápsulas secas en las que se suspenden todos los procesos metabólicos hasta que las condiciones sean apropiadas para que revivan. A menudo, cuando estudiamos rutas metabólicas, la lista de vías conocidas incluye varias que solo ocurren en bacterias. Muchos de ellos probablemente han evolucionado desde que aparecieron los eucariotas. Muchos más probablemente evolucionaron y luego desaparecieron sin que lo supiéramos.

En otras palabras, sí, los eucariotas han alcanzado una enorme diversidad en los últimos 2.000 millones de años, pero no supongan que las “bacterias” (como los designamos tan desmañadamente) no lo han hecho.

Bueno, voy a hacer una gran suposición, que cuando dijiste “bacterias” en tu pregunta, querías decir la primera forma de vida (que no eran bacterias sino un organismo precursor del Reino de Archaea). Tanto las células nucleadas como las bacterias evolucionaron a partir de esas células, y la evolución nucleada eventualmente nos condujo a nosotros. Entonces, si te refieres a los primeros organismos, entonces la mayoría de sus descendientes son todos los organismos multicelulares que ves hoy (así como TODAS las bacterias que andan por ahí).

Sin embargo, si especificaba específicamente “bacterias”, entonces las bacterias evolucionaron a partir de organismos Archaea, pero las bacterias mismas no evolucionaron más en formas de vida más avanzadas, solo bacterias más avanzadas. Las bacterias están evolucionando incluso hoy en día, y los humanos ayudan mucho, una de las principales formas en que las bacterias evolucionan es la resistencia a los antibióticos, que es manipulada por la actividad humana con su uso (o uso excesivo) de antibióticos. Todavía existen cepas de las especies bacterianas más antiguas que aún existen en la tierra (cianobacterias), pero sospecho que hay suficientes cambios a lo largo de la evolución que no se parecen mucho a las cianobacterias de hace 3 mil millones de años. Una cosa es segura, todos los descendientes de bacterias antiguas son bacterias modernas, ningún otro tipo de vida.

Gracias por el A2A.

Toda la vida de hoy está organizada en 3 grupos:

  • Archaea (probablemente apareció hace 3-3.6 billones de años)
  • Bacterias (probablemente aparecieron hace 2.5-3.4 billones de años)
  • Eucariotas (probablemente apareciendo hace más de 2 mil millones de años)


Dado que ningún otro grupo se separó de las bacterias hace más de 2 mil millones de años, entonces “SÍ”, todos los descendientes actuales de más de 2 mil millones de bacterias de un año son bacterias.

Para una discusión interesante sobre este tema, ver:
BIO101 – Diversidad biológica actual | Un blog alrededor del reloj, Scientific American Blog Network

Aunque necesitaremos un paleobiólogo o paleontólogo para la respuesta definitiva, sí recuerdo que los fósiles microbianos precámbricos que tenemos son principalmente cianobacterias. Y mientras eso todavía existe, son diferentes y no es la vida más abundante que tenemos hoy. Los organismos mutlicelluar no aparecieron hasta hace unos 600 millones de años (mya). La Tierra ciertamente tenía un ambiente más metano y sulfúrico por lo que los respiradores de oxígeno no eran abundantes. Pero creo que el jurado todavía está afuera en este caso.

Creo que si dices el “promedio 2bya bacertia” frente a la “bacteria moderna promedio”, entonces hay una gran diferencia simplemente porque el ambiente era diferente. Pero eso no significa que las bacterias de tipo “moderno” no estaban vivas en ese momento. Pero creo que se han extinguido más bacterias que se mantuvieron vivas en número de especies simplemente porque los respiradores de metano, los termófilos, los toleradores de metales y los anaerobios serían mucho más abundantes y murieron cuando, como subproducto, oxigenaron la atmósfera de la Tierra que producía es venenoso para ellos. Pero en cuanto a cuán diferentes eran en estructura, vías metabólicas, es una pregunta que aún no podemos responder. Solo podemos conjeturar.

Cuando llegas a la era Cámbrica las cosas son bastante diferentes. Pero incluso entonces, parece haber una diferencia bastante grande entre una bacteria 250 myo y una moderna. ¿O no?

Aquí hay un artículo que afirma que una bacteria de 250 byo es solo 3 pb no ambiguos en 16S rDNA de uno moderno:

La paradoja de la Bacteria “antigua” que contiene genes “modernos” de codificación de proteínas

Este documento, sin embargo, refuta que:

ADN curiosamente moderno para “250 millones de años” … [J Mol Evol. 2002]

El segundo documento compara la tasa promedio de mutaciones en la cadena de rDNA 16S frente a los reportados en el artículo anterior. El estándar aceptado es 59 pares de bases diferentes, pero el primero solo encuentra 3. Entonces, ¿ese becterium tiene una tasa de mutación baja excepcional o hay algo incorrecto en su análisis? Mi opinión solo se basa en mis estudios e investigaciones, muy pocas bacterias, como en ninguna, con una posibilidad muy pequeña; de lo contrario, hoy permanecen inalterables de todo lo que estaba vivo 2bya aunque tampoco era mi campo de estudio directo.

Gracias a A2A.

Sí. Por lo que podemos decir, las bacterias de hoy son exactamente las mismas que las versiones antiguas.

Una gran cantidad de casos similares. Lee Stephen Jay Gould, quien enfatiza este tipo de cambio.

El darwinismo se confundió con ideas de “evolución progresiva”, que suponía que las especies cambiarían por eso.