Evolució dels processos metabòl·lics

ORGANISMES FERMENTADORS

3800 BCE

Els primers organismes van ser molt senzills, unicel·lulars i procariotes. A l'atmosfera primitiva es van anar formant els primers compostos orgànics, van dipositar-se sobre la superfície terrestre i van ser arrossegats cap al mar, així formant el "brou primitiu". S’afirma que eren heteròtrofs fermentadors, així obtenint la matèria orgànica del medi i mitjançant processos de fermentació aconseguien l'energia i biomolècules necessàries per al creixement i reproducció.

ORGANISMES FOTOSINTÈTICS ANOXIGÈNICS

3400 BCE

Van aparèixer organismes capaços d'utilitzar la llum per sintetitzar ATP. La fotosíntesi, funcionant el fotosistema I, no podia trencar la molècula d'aigua i no desprenia oxigen. La molècula donadora d'electrons era l'H2S. L'ATP i NADH obtingut van permetre sintetitzar matèria orgànica a partir de la reducció d'inorgànica per primera vegada. Els bacteris verds i vermells del sofre, usant l'H2S, són els dos grups d’aquests organismes que han subsistit fins a l’actualitat.

ORGANISMES QUIMIOHETERÒTROFS DE RESPIRACIÓ ANAERÒBICA

3000 BCE

Aquests tenen la capacitat d'oxidar la matèria orgànica i obtenir una gran quantitat d'energia: respiració anaeròbica. L'existència de dipòsits sulfurs va fer pensar que alguns grups de bacteris fotosintetitzadors van tornar al sediment. Així doncs, els pigments fotosintètics van evolucionar donant lloc a una primitiva cadena transportadora d'electrons que utilitzava l'ió sulfat com a acceptor final, transformant-los en un compost reduït H2S, perdent així pigments inútils en foscor.

ORGANISMES FOTOAUTÒTROFS OXIGÈNICS

2500 BCE

Van aparèixer els cianobacteris, i gràcies a la incorporació del fotosistema II va permetre realitzar la fotòlisi de l'aigua i obtenir hidrogen per reduir el CO2 a matèria orgànica i fer possible l'alliberament de molta quantitat d'oxigen a l'atmosfera. Tot i això, van actuar com a pou d'oxigen, evitant que s'acumulés a l'atmosfera i fa 2000 milions d'anys es va crear la capa d'ozó, que va facilitar la vida a la superfície. Fa 2500 milions d'anys.

ORGANISMES QUIMIOHETERÒTROFS DE RESPIRACIÓ AERÒBICA

1800 BCE

L'oxigen era tòxic pels organismes i va provocar que molts morissin, altres van desenvolupar enzims que destruïen els primers compostos formats per l'oxigen. L'avenç va ser l'ús de l'oxigen com a acceptor final dels electrons procedents de la matèria orgànica (respiració aeròbica). La cadena de citocroms es va perfeccionar i els acceptors finals de la respiració anaeròbica va ser l’oxigen de l'atmosfera. Aquest canvi va suposar una colonització del medi terrestre i va sorgir el cicle de Krebs

ORGANISMES QUIMIOAUTÒTROFS

1600 BCE

L’oxigen va permetre l'aparició de quimioautòtrofs, que obtenien l'energia per mitjà de l'oxidació de compostos inorgànics reduïts. Poden viure sense matèria orgànica i de llum; només necessiten aigua, aire i sals minerals i un compost inorgànic reduït. Molt semblant als cianobacteris, no fan el Cicle de Krebs, fan el Cicle de Calvin i són els que converteixen materials orgànics sense utilitat en compostos estables aprofitats per les plantes, així tancant els cicles biogeoquímics.

ORGANISMES EUCARIOTES

1500 BCE

Els eucariotes són organismes més complexos que els procariotes, contenen orgànuls com els mitocondris i els cloroplasts. Els mitocondris van evolucionar a partir de bacteris aeròbics endosimbiòtics, mentre que els cloroplasts van derivar de cianobacteris fotosintètics que es van integrar dins d'una cèl·lula amfitriona. Aquesta simbiosi entre diverses espècies bacterianes hauria conduït a la formació de cèl·lules més complexes amb orgànuls especialitzats.