Las células como las conocemos hoy en día son estructuras extremadamente complejas con funciones complicadas. Incluso con toda nuestra tecnología actual, no podemos afirmar que conocemos el funcionamiento exacto de una celda determinada. Esto solo se complica por la presencia de tantos tipos diferentes de células en la tierra. Siguiendo la teoría de la evolución, obviamente no fueron así desde el principio. Un vistazo rápido a su línea evolutiva: 
Comencemos desde cómo se formaron las primeras células. Es bastante difícil responder con precisión a esto ya que las condiciones de la Tierra prehistórica, cuando se originaron las primeras células, son difíciles de imitar en los laboratorios. Sin embargo, el experimento Miller-Urey recreó algunas de estas condiciones y observó la formación de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos simples. Inspirado por esto, muchos científicos llevaron a cabo experimentos similares y observaron la formación de nucleótidos a partir de compuestos inorgánicos, y estos nucleótidos son las unidades básicas de ADN y ARN, que son las únicas macromoléculas en las células de hoy en día que son capaces de auto -replicación.
Evolución estructural
Se cree que las primeras células (basadas en los resultados de los experimentos mencionados anteriormente) fueron simples esferas similares a proteínas que contenían material genético (similar a los virus actuales pero capaces de autorreplicarse). Estas ‘células’ se basaban en el ARN como material genético, principalmente porque era estructuralmente más fácil de mantener y también debido a su capacidad para realizar las funciones del ADN y de las enzimas. Sin embargo, el ADN muestra una estabilidad a largo plazo mucho mayor que el ARN y eventualmente reemplazó el ARN como material genético en todas las criaturas vivientes.
Con el tiempo, estas “células” comenzaron a tomar moléculas útiles de su entorno. Sus capas externas incorporaron moléculas más simples pero más eficientes, ya que una capa puramente proteica habría sido demasiado costosa (enérgicamente) para mantenerse. Forman las primeras células procariotas. Lo que sucedió a continuación está bien resumido por este diagrama de flujo:
Luego, hace alrededor de 1.7 mil millones de años, surgieron los primeros organismos multicelulares debido a asociaciones entre 2 o más células. Estas células comenzaron a agruparse juntas porque desempeñaban funciones muy similares y la formación de tales estructuras les dio muchas ventajas en la batalla por la supervivencia.
Evolución funcional
El proceso de mantener las funciones de la vida es una tarea bastante costosa en energía. Las primeras células probablemente obtuvieron su energía al descomponer las moléculas orgánicas, similar a la glucólisis en la actualidad. Sin embargo, lo habrían hecho en condiciones anaeróbicas, ya que la atmósfera de la Tierra no tenía oxígeno hace 3.500 millones de años.
A medida que las células crecían y se diferenciaban en estructura y función, necesitaban alguna manera de almacenar energía dentro de sí mismos para un uso posterior conveniente. Todas las células actuales usan trifosfato de adenosina (ATP) como la moneda celular de la energía. Cómo funciona esto es que cada vez que se rompe un enlace de fosfato, se libera una cantidad estándar de energía y esto se utiliza para diversas funciones celulares. Esta forma de almacenamiento de energía muy probablemente se originó en las células más primitivas, ya que esta función está muy conservada (es decir, se observa en todas las células hoy en día).
Una vez más, estas células experimentaron las maravillas de la evolución y algunas de ellas descubrieron que podían producir su propia energía a partir de la luz solar, usando H2S (abundante en esa atmósfera) para convertir el CO2 en moléculas orgánicas, una versión primitiva de la fotosíntesis. Con el tiempo, otra molécula abundante de H2O, químicamente muy similar al H2S, reemplazó al H2S en el proceso de generación de energía y esto condujo a uno de los cambios característicos en la historia: la producción en masa de O2, un subproducto de la reacción .
A medida que estas células arrojaban O2 por todas partes, la atmósfera anaeróbica de la tierra se volvió gradualmente aeróbica, cambiando así el futuro de la evolución para siempre. Condujo a la evolución generalizada de la respiración celular ya que la capacidad de usar oxígeno en la producción de energía se convirtió en una fuerte ventaja selectiva. De hecho, esta selección fue tan fuerte que hoy en día todos los organismos multicelulares pueden llevar a cabo la respiración celular, pero no todos pueden llevar a cabo la fotosíntesis.
Esto es básicamente cómo se formaron las células ‘modernas’. Después del establecimiento de esta forma, no hubo ningún cambio fundamental en la estructura y función celular. Por supuesto, nuevas funciones se agregan o eliminan a lo largo de la evolución, pero estos cambios tienen su base en la genética y no en la alteración directa de la estructura celular. Entonces, si hablamos de dinosaurios, sus células funcionaron de manera diferente a la nuestra en términos de uso de energía, tamaño de las células, etc., pero la estructura de la célula en sí misma no era drásticamente diferente de las que vemos hoy en día.
Referencias y lecturas adicionales:
- El origen y la evolución de las células
- Evolución de las células
- Teoría endosimbiótica
