¿Cómo evolucionó la sangre?

Añadiré una advertencia, como siempre, sobre las preguntas de ‘cómo’ y ‘por qué’ en la evolución. De acuerdo con el modelo actual de evolución, las preguntas sobre “por qué” nunca tienen una respuesta (la evolución no está dirigida a un objetivo) y las preguntas sobre “cómo” tienen un valor limitado. Sería mejor que hicieras una pregunta como “¿Qué problema resolvió la sangre en la evolución?”.

El elemento clave en la sangre es la producción de hemoglobina. La mayoría de los organismos complejos desarrollaron órganos especializados (pulmones o branquias) para recibir oxígeno, y ese oxígeno necesita ser transportado al resto de los tejidos. Con pequeños organismos simples, el oxígeno podría simplemente disolverse en el torrente sanguíneo directamente, pero para organismos más grandes y complejos que crearían concentraciones diferenciales: concentraciones más elevadas de oxígeno cerca de los pulmones y más delgadas en el extremo del sistema. Eso es perjudicial: priva de oxígeno a algunas células mientras expone a otras células a concentraciones cáusticas. Recuerde que el oxígeno es altamente reactivo y puede quemar tejido si está demasiado concentrado.

En viene la hemoglobina. La hemoglobina es una proteína compleja que ayuda a distribuir el oxígeno por igual, llevándolo lejos de los pulmones y liberándolo donde se necesita en el sistema. Probablemente evolucionó dentro de un único tipo de célula como un medio para almacenar oxígeno para el uso de la célula, y las células especializadas que almacenan oxígeno evolucionaron a partir de ellas. Debido a que es una proteína, la hemoglobina necesita crearse dentro de las células (como todas las proteínas), pero en lugar de células que simplemente liberan hemoglobina en el torrente sanguíneo directamente, el plan general del cuerpo es generar estas células especializadas (glóbulos rojos) que actúan como contenedores para hemoglobina. Por qué funcionó de esa manera sería mera especulación: o la hemoglobina suelta nunca ocurrió en la evolución (siempre estuvo contenida dentro de las células), o la hemoglobina suelta evolucionó en algún lugar y tuvo un efecto secundario perjudicial en el sistema que le impidió adaptarse.

Dos buenas respuestas, pero creo que están un poco restringidas a la idea de llevar oxígeno.

Me enseñaron que la sangre es un tejido conectivo modificado, con células en una matriz líquida en lugar de una sólida. Pero para mí, esto solo empuja la pregunta un paso atrás.

De hecho, sospecho que todos los organismos que superan un cierto tamaño obtienen mejores resultados cuando tienen algún tipo de circulación. Las plantas, por ejemplo, tienen un complejo sistema vascular que supera algunos obstáculos de ingeniería incómodos (las enormes presiones hidrostáticas implicadas en grandes columnas de agua, por ejemplo).

Una circulación tiene muchos beneficios para un organismo. Permite que órganos específicos se desarrollen en un solo lugar. Puede tener (por ejemplo) un órgano para absorber nutrientes en un lugar y un órgano para excretar desechos en otro lugar. Puede usar su circulación para enviar mensajes celulares por todo el cuerpo: hey, estamos en modo de estrés, o modo de hibernación, o es el momento de reproducir.

Además, una circulación puede tener una función inmunológica: puede tener anticuerpos u otros componentes autoprotectores para mejorar la supervivencia, o células similares a la policía para mantener alejados a los invasores.

Alguien ya ha comentado que los artrópodos tienen un fluido circulante llamado hemolinfa. Pero los mamíferos en realidad tienen dos circulaciones: el sistema sanguíneo y el sistema linfático.

Entonces, la “idea” de usar una circulación para transportar oxígeno es solo un “uso” evolutivo de la sangre. Y, de hecho, la sangre de los mamíferos también cumple todos los demás roles: transporte de nutrientes y desechos, una vía para la señalización celular (hormonas), una función inmunológica y otros además.

La sangre o el sistema circulatorio ocurren en todos los vertebrados y en la mayoría de los invertebrados, al menos en los superiores.

Hay una variación interesante entre los animales con respecto al sistema circulatorio.

  1. Ausencia de sistema circulatorio: ciertos animales, como los gusanos planos, no tienen ningún fluido intercelular. La comida y el oxígeno se transportan a cada célula a través de ramificaciones extensas en el sistema digestivo y pulmonar.
  2. Sistema circulatorio abierto: el organismo superior tiene un sistema circulatorio abierto en el que la sangre y el líquido intersticial que baña las células son indistinguibles y se llama hemolinfa. La hemolinfa se circula en virtud del movimiento del organismo y el movimiento en las células musculares. La hemolinfa está compuesta de agua, iones inorgánicos (Na +, Ca2 + etc.) y compuestos orgánicos (carbohidratos, proteínas, etc.)
  3. Sistema circulatorio de bucle único cerrado: como los peces, que tiene un solo bucle desde el corazón hasta las branquias y de vuelta al corazón. Es decir, los peces tienen un solo corazón con válvula.
  4. Cerrar el sistema circulatorio Semi Double Loop: los anfibios y los reptiles tienen doble vuelta incompleta. Los anfibios tienen tres cámaras en el corazón, mientras que los reptiles tienen una pared ventricular incompleta.
  5. Sistema circulatorio de bucle doble cerrado: mamíferos y aves desarrollaron de forma independiente circulación doble, es decir, la sangre fluye de los pulmones al corazón, luego a los capilares y luego al corazón y luego a los pulmones para reponer el oxígeno agotado (un caso clásico de evolución paralela).

Esta secuencia sigue cuidadosamente la escala evolutiva hasta los humanos donde tenemos un sistema circulatorio doble completo.


[Sistema circulatorio: Wiki]
[Sistema circulatorio]

La sangre es un medio para obtener oxígeno y nutrientes para todas las células dentro de nuestros cuerpos y eliminar los productos de desecho de ellos.

Los organismos pequeños como un organismo celular, pero también los insectos pequeños no necesitan sangre. Son lo suficientemente pequeños para que sus células se alimenten mediante un proceso llamado difusión solamente. Los animales más grandes con muchas células escondidas en su interior, lejos del medio ambiente, necesitan un fluido que les proporcione lo que necesitan para vivir y deshacerse de los desechos.

Sobre la cuestión de cómo evolucionó exactamente, me resulta difícil decirlo. Probablemente las células se alinearon para formar canales que fluyen algún tipo de fluido que era necesario para las células y, por lo tanto, para que el organismo sobreviviera. No soy muy educado en este tema, pero estoy seguro de que puedes encontrar muchos ejemplos de organismos intermedios, que no solo dependen de la difusión, sino que carecen de un sistema circulatorio completo con corazón / pulmones / riñones, etc.

Buena suerte