¿Fue primero la mitocondria o el cloroplasto?

Todavía no sé si la mitocondria o el cloroplasto fue primero? Lo he buscado en internet y en varios libros pero no he encontrado nada. ¿Alguien tiene la respuesta y una teoría que respalde esta respuesta?

Respuestas (4)

Las mitocondrias evolucionaron antes que los cloroplastos.

Sabemos esto porque las mitocondrias forman un grupo monofilético: por ejemplo, toda la vida con mitocondrias se remonta a un solo ancestro común ( fuente ). Dado que el grupo con cloroplastos se agrupa dentro de este clado, debe ser el caso de que (a) los cloroplastos fueron obtenidos por un organismo que ya tenía mitocondrias o (b) los cloroplastos fueron perdidos independientemente por múltiples linajes dentro del clado eucariota y luego muchos de estos los linajes readquirieron los cloroplastos por endosimbiosis secundaria. Dado que (a) es una explicación (mucho) más parsimoniosa, es la que tiene sentido aceptar.

Directo y convincente.

Según mi conocimiento, este fue el camino evolutivo molecular y celular de la vida.

  • Síntesis de componentes esenciales (ácidos grasos, aminoácidos, cofactores...)
  • Condensación de bloques de construcción.
  • Primera replicasa de ARN; Genomas de ARN (diferenciación entre
    ARN genómico y funcional, metabolismo primitivo)
  • Ribosomas y maquinaria de traducción dependiente de la primera matriz
  • Copia de ARN en DNK (rNDP reductasa, transcriptasa inversa)
  • PROGENOTES (genoma de ADN, intrones en genes, crecimiento lento, heterótrofos anaeróbicos )

A partir de aquí tienes dos ramas principales, organismos con lípidos ramificados, y con lípidos no ramificados (los primeros se convertirán en arqueas, y los últimos en urcariotas y bacterias)

En los Urkaryotes, tienes selección de complejidad. Su crecimiento es ineficiente y toleran ADN extra. Las bacterias favorecieron el crecimiento eficiente, la autotrofia y la pérdida de ADN adicional.

En este punto ocurrió la endosimbiosis (presuntamente), y la bacteria se convirtió en un parásito muy especializado. Las mitocondrias, como probablemente sepa, tienen su propio genoma que se replica independientemente del genoma nuclear. Las células y las mitocondrias se vincularon permanentemente cuando las mitocondrias "decidieron" trasladar partes de su genoma al núcleo, incorporando su genoma en el del huésped.

Ahora tenemos los primeros organismos eucariotas que son similares a los de hoy. Eran heterótrofos, pero ocurrió un evento más de endosimbiosis. Esa fue la formación de los cloroplastos.

Mucha gente piensa que la autotrofia es más primitiva en comparación con la heterotrofia. Eso simplemente no es cierto. Las condiciones en que surgieron estos organismos eran bastante diferentes. Los bloques de construcción estaban fácilmente disponibles y eran abundantes, por lo que todos los organismos eran "amigos" entre sí. Cuando la comida escaseó, la presión selectiva comenzó a empujar a las especies en diferentes direcciones (autotrofia).

No tengo una respuesta definitiva, pero puedo argumentar que las mitocondrias surgieron antes que los cloroplastos a pesar de que, entre sus ancestros de vida libre: α -proteobacterium y Cyanobacteria, esta última parece ser más antigua en evolución.

Tengo los siguientes puntos para apoyar este argumento:

  • Los organismos que tienen cloroplastos también tienen mitocondrias pero lo contrario no es cierto.
  • Ha habido eventos de endosimbiosis secundaria (especialmente en Chromaveolata ) en los que los organismos que ya contenían cloroplastos se convirtieron en orgánulos endosimbióticos en otro huésped.
  • Hay un caso muy reciente de endosimbiosis de un orgánulo similar a un cloroplasto llamado cuerpos esferoides en la diatomea Rhopallodia gibba que ya tiene un plástido secundario. Mira esto .

Por lo general, una célula tiene muchas mitocondrias pero menos cloroplastos. Aunque esto no dice mucho sobre la edad evolutiva, un mayor número permite que más orgánulos se transfieran al gen nuclear, considerando la hipótesis de la ventana de transferencia limitada. Más la transferencia, más "dependiente" se volverá el orgánulo del anfitrión.

Aunque afirmo en el primer párrafo que las cianobacterias son más antiguas que α -proteobacterium (De hecho, no tengo una razón sólida para respaldar esa afirmación), no significa que la fotosíntesis tenga un origen más antiguo. La vía quimiosintética y la bioenergética de membrana han evolucionado muy pronto. El acoplamiento de la luz para ayudar a estos procesos, muy probablemente se produjo más tarde, cuando los organismos emergieron a la zona limnética.

El uso de oxígeno molecular como aceptor de electrones evolucionó algún tiempo después de que los procesos fotosintéticos hicieran que el oxígeno molecular fuera abundante en la atmósfera terrestre. Así que creo que se puede argumentar que la fotosíntesis tiene un origen más antiguo en comparación con el metabolismo dependiente del oxígeno que realizan las mitocondrias.
Punto a favor. Pero el oxígeno no es el único aceptor de electrones... Las mitocondrias que utilizan F mi 3 + también existen (uno de los mi aceptores distintos del oxígeno). Entonces sí, la fotosíntesis es más antigua que la respiración aeróbica, pero la ATP-sintasa es más antigua que ambas :)
@WYSIWYG: su tercer argumento no parece muy sólido.
@har-wradim sí, ese es el más débil de todos :) Lo mencioné porque es probable que las mitocondrias sean numerosas porque se asociaron desde el principio. Además, teniendo en cuenta la hipótesis de la ventana de transferencia limitada, la posibilidad de que las mitocondrias realicen una transferencia nuclear de genes es más fácil debido a su mayor número. Aunque se puede argumentar que α -proteobacterium se dividía inherentemente más rápido que las cianobacterias y, por lo tanto, los números más altos en la célula.
Creo que te refieres a "descendientes", no a "ancestros", e incluso entonces, esto probablemente sea incorrecto. El endosimionte original probablemente esté en un clado hermano de las bacterias existentes. También creo que el origen único de ambos endosimbiontes es el argumento más fuerte, de todos modos.

¿Por qué una mitoconrión tendría alguna ventaja en un mundo sin oxígeno? Los cloroplastos evolucionaron para llenar la atmósfera con oxígeno y luego los mitos explotaron esa situación.

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Los cloroplastos no evolucionaron para llenar el aire con oxígeno, sino que se adquirieron simbióticamente para permitir que las plantas obtengan energía de la fotosíntesis. Esto ya había evolucionado en las cianobacterias, que eran las responsables de la gran oxigenación , no en los cloroplastos de las plantas. Damos la bienvenida a los nuevos usuarios a SE Biology, pero respete a los demás miembros. Dadas las respuestas detalladas y académicas ya recibidas para esta pregunta, es posible que haya considerado que los contribuyentes anteriores a esta pregunta tenían algún conocimiento de esta área.