L'evolució dels processos metabòlics

ORGANISMES FERMENTADORS

3800 BCE

Fa 3.800 MA
Els primers organismes van ser molt senzills, unicel·lulars i procariotes. Es ban fromar al brou primitiu, que és la dissolució aquosa de matèria orgànica
present a la Terra abans de l'aparició dels primers éssers vius. Obtenien la matèria orgànica del medi i mitjançant processos de fermentació aconseguien l'energia i les biomolècules necessàries per al creixement i la reproducció. La fermentació, possibilitava la vida d'aquestes cèl·lules en una atmosfera com la d'aleshores.

ORGANISMES FOTOSINTÈTICS ANOXIGÈNICS

3400 BCE

Fa 3.400 MA
Van aparèixer organismes capaços d'utilitzar la llum per sintetitzar ATP. La fotosíntesi no era capaç de trencar la molècula d'aigua i no desprenien oxigen. La molècula donadora d'electrons era l'H2S. L'ATP i el poder reductor obtingut va permetre reduir per primera vegada matèria inorgànica per sintetitzar matèria orgànica. Els bacteris verds i vermells del sofre, que utilitzen H2S, són els dos grups d'aquests organismes primitius que han subsistit fins a avui en dia.

ORGANISMES QUIMIOHETERÒTROFS DE RESPIRACIÓ ANAERÒBICA

3000 BCE

Fa 3000 MA
L'existència de dipòsits sulfurs ha fet pensar que alguns grups de bacteris fotosintetitzadors van tornar al sediment. D'aquesta manera, els pigments fotosintètics van evolucionar per donar lloc als citocroms, compostos que utilitzaven l'ió sulfat com a acceptor final d'una primitiva cadena transportadora d'electrons, transformant-los en un compost reduït H2S. Aquest procés permetia oxidar la matèria orgànica i obtenir enorme quantitat d'energia: era l'anomenada respiració anaeròbica.

ORGANISMES FOTAUTÒTROFS OXIGÈNICS

2500 BCE

Fa uns 2500 milions d'anys van aparèixer els cianobacteris, que gràcies a la incorporació del fotosistema II, acoblat al fotosistema I, va permetre fer la fotòlisi de l'aigua i obtenir l'hidrogen necessari per reduir CO2 a matèria orgànica. Aquest procés va fer possible l'alliberament de grans quantitats d'oxigen. Aquests organismes van actuar com a pou d'oxigen, evitant que s'acumulés a l'atmosfera i fa uns 2000 milions d'anys es va crear la capa d'ozó, que va facilitar la vida a la superfície.

ORGNISMES QUIMIOHETERÒTROFS DE RESPIRACIÓ AERÒBICA

Period: 2500 BCE to 1500 BCE

L'oxigen era tòxic per als primers organismes i això va provocar que molts morissin. Tot i així, altres éssers van desenvolupar sistemes enzimàtics capaços de destruir els primers compostos formats per l'oxigen.
El gran avenç va ser l'ús de l'oxigen com a acceptor final dels electrons procedents de la matèria orgànica. La respiració aeròbica va perfeccionar la cadena de citocroms primitiva de la respiració anaeròbica. Aquest canvi va suposar una colonització del medi terrestre.

ORGANISMES QUIMIOAUTÒTROFS

Period: 2500 BCE to 1500 BCE

Paral·lelament van aparèixer els organismes quimioautòtrofs, capaços d'obtenir energia mitjançant l'oxidació de matèria inorgànica. Aquests organismes només necessiten per viure, aire, aigua, sals minerals i compostos inorgànics reduïts. Com en el cas dels cianobacteris, capten CO2 mitjançant el cicle de Calvin i no realitzen el cicle de Krebs. Presenten el màxim avenç metabòlic en els procariotes i són fonamentals, ja que tanquen els cicles biogeoquímics del carboni, del sofre i del nitrogen.

ORGANISMES EUCARIOTES FOTOAUTÒTROFS I QUIMIOHETERÒTROFS

1500 BCE

Fa 1.500 milions d'anys van aparèixer les primeres cèl·lules eucariotes, que van sorgir a partir d'una gran cèl·lula procariota. El més probable és que moltes cèl·lules procariotes visquessin en simbiosi amb altres cèl·lules procariotes, d'on va sorgir la cèl·lula quimioheteròtrofa animal. Aquests bacteris simbionts van donar lloc als diferents orgànuls cel·lulars. L'aparició dels cloroplasts, a partir dels cianobacteris, va produir un únic organisme amb dos metabolismes en part complementaris.

CÈL·LULES EUCARIOTES

Period: 1500 BCE to 470 BCE

Fa 1500 milions d'anys van aparèixer les primeres cèl·lules eucariotes, semblants a algunes algues unicel·lulars actuals. Fa 1000 milions d'anys van aparèixer les primeres algues pluricel·lulars, fa 600 milions d'anys els primers animals, i fa 470 milions d'anys les primeres plantes i fongs.