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      En el mundo de Asgard
      La célula y el ciclo celular
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      En el mundo de Asgard

      COMPETENCIAS CLAVE


      Competencia en comunicación lingüística.

      Competencia matemática y competencia en ciencia, tecnología e ingeniería.

      Competencia digital.

      Competencia emprendedora.

      En los mitos nórdicos, Asgard era uno de los nueve mundos y el hogar de los dioses. Estaba gobernado por Odín y allí vivían, entre otros, Thor, dios del trueno y de la fuerza; las Valquirias, mujeres guerreras; o Heimdal, el guardián del puente que unía Asgard con Midgard, el mundo que habitaban las personas.
      El nombre de Asgard se ha utilizado para nombrar a un grupo de arqueobacterias que podrían desentrañar el misterio del origen de la célula eucariota. 
      Su ADN se encontró por primera vez en el año 2015 en unas chimeneas hidrotermales a 3.283 metros de profundidad, conocidas como el Castillo de Loki, uno de los dioses más misteriosos de la mitología nórdica. Desde entonces, se ha encontrado ADN de otras arqueobacterias y se les ha ido dando también nombres de dioses, como las arqueas de Odín, de Thor o de Heimdal.

      RETO

      SITUACIÓN DE APRENDIZAJE

      Próximamente, se va a celebrar un congreso científico en el que se pondrán en común los últimos descubrimientos en relación al origen y evolución de las células eucariotas. Acudirán científicos de primer nivel, pero los organizadores también quieren acercar los temas que se discutan al público general. Con ese objetivo, van a pedir la colaboración de centros educativos, para que expliquen, de forma sencilla, algunas de las ideas que se discutirán en el congreso, y a ti te han elegido para formar parte de uno de estos grupos.​

       

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      La teoría de la endosimbiosis seriada

      Gran parte de la comunidad científica está de acuerdo en que las primeras células tuvieron que ser organismos sencillos similares a las bacterias y con nutrición heterótrofa, ya que se alimentarían unas de otras (las células autótrofas, con capacidad de realizar la fotosíntesis, aparecerían después). Sin embargo, el origen de las células eucariotas aún está en discusión. 

      La prestigiosa científica Lynn Margulis, en el año 1966 propuso una revolucionaria teoría que se conoce como la teoría de la endosimbiosis seriada. En ella proponía que en algún momento una bacteria heterótrofa capturó a otra autótrofa y la mantuvo con vida en su interior en lugar de digerirla. Entre ellas se estableció así una relación de simbiosis. Este sería el origen de los actuales cloroplastos. Las mitocondrias o los flagelos podrían haber tenido un origen similar según esta teoría. Posteriores transformaciones de la célula heterótrofa, como el aumento de tamaño o la separación de su ADN del resto del citoplasma por una envoltura, condujeron a la aparición de la célula eucariota.

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      ¿Qué son las arqueas?

      Las arqueas son un grupo de microorganismos que carecen de núcleo y de otros orgánulos celulares, por lo que al principio se estudiaron como procariotas y se clasificaron junto a las bacterias, dentro del reino Monera.

      Sin embargo, en 1977 los investigadores Carl Woese y George Fox, estudiando en detalle estos microorganismos, encontraron que las diferencias entre las arqueas y las bacterias eran suficientemente importantes como para poder separar a las arqueas del resto de las bacterias, y propusieron una nueva clasificación de los seres vivos en tres dominios: uno para las bacterias, otro para las arqueas y otro para el resto de organismos, todos ellos con células eucariotas.

      Con el tiempo, además, pudieron constatar que las arqueas eran más parecidas a los organismos eucariotas que a las bacterias.

      En enero de 2020, la revista Nature publicó la investigación de varios científicos japoneses que consiguieron, por primera vez, aislar, reproducir y observar al microscopio una de las arqueas de Asgard.

      Su estudio en los próximos años podría revelar grandes sorpresas sobre el origen de las células eucariotas, ya que en este artículo se propone la idea de que, hace 2.000 millones de años, una arquea similar a las de Asgard podría haber sido la precursora de la célula eucariota, tras engullir e incorporar una bacteria parecida a la mitocondria, con la que estableció una relación de simbiosis.

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      INFÓRMATE Y DESCUBRE

      Las arqueas: ni bacterias ni eucariotas

      Información sobre las arqueas y la clasificación de los seres vivos.

      Chimeneas hidrotermales submarinas

      Explora en esta página del Instituto de Ciencias del Mar los fondos marinos, las chimeneas hidrotermales y su biología.

      Lynn Margulis: la vida desde la cooperación microbiana

      Aprende más sobre la vida de Lynn Margulis y su teoría en esta página de Mujeres con Ciencia.

      La teoría endosimbiótica

      Información sencilla para entender mejor la teoría de la endosimbiosis.

       

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      Recuerda

      Contesta a las siguientes preguntas colocando las respuestas en el lugar correcto.

      Cloroplastos

      Chimeneas hidrotermales

      Lynn Margulis

      Extremófilos

      Carl Woese

      • ¿Cómo se denominan los lugares donde se han encontrado las arqueas de Asgard? .

      • ¿Quién propuso el dominio como un nuevo taxón? .

      • ¿Quién defendió que la simbiosis era uno de los motores más importantes de la evolución? .

      • ¿Qué orgánulos celulares se originaron a partir de una simbiosis con una bacteria fotosintética? .

      • ¿Cómo se denominan los organismos que viven en condiciones muy diferentes a las del resto de los seres vivos? .

        Cloroplastos Chimeneas hidrotermales Lynn Margulis Extremófilos Carl Woese

      Hecho
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      Razona

      Las primeras células que aparecieron en nuestro planeta pudieron ser autótrofas o heterótrofas y existen razones para apoyar ambas posibilidades. Lo que sí parece más claro es que debieron ser organismos muy sencillos y parecidos a las actuales bacterias.

      Contesta las siguientes preguntas:

      SOLUCIONARIO

      1. Es muy posible que la vida apareciera en un entorno donde abundaba la materia orgánica, que sería aprovechada como fuente de nutrientes para las células. El origen de esta materia orgánica pudo ser terrestre o, como apoya la teoría de la panspermia, haberse originado en el espacio y haber llegado a la Tierra gracias a los meteoritos y cometas.

      2. Las arqueas primitivas adquirieron la posibilidad de usar el oxígeno para obtener energía, lo que favoreció el aumento de su complejidad. Por otro lado, la bacteria obtuvo la materia orgánica necesaria para su metabolismo. Posteriormente, la bacteria se transformaría en la mitocondria actual.

       

      1. ¿Por qué gran parte de la comunidad científica cree que las primeras células fueron heterótrofas y no autótrofas?

      2. Si, según la teoría de la endosimbiosis, hace 2.000 millones de años una arquea pudo establecer una relación de este tipo con una bacteria, ¿qué beneficios obtuvieron ambas células? 

      Hecho
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      Investiga

      Infórmate y responde a las preguntas.

      SOLUCIONARIO

      1. Cloroplasto y mitocondria

      2. Porque el origen de las células eucariotas actuales se produjo en, al menos, tres incorporaciones sucesivas de bacterias a las células primitivas mediante procesos de endosimbiosis, lo que les fue proporcionando nuevas capacidades.

      3. Pueden valer cualquiera de estos:

      • El tamaño de las mitocondrias y cloroplastos es similar al de las bacterias.

      • En ambos orgánulos aparecen ribosomas similares a los de las bacterias y diferentes a los de la célula eucariota.

      • La división de mitocondrias y cloroplastos es similar a la de las bacterias.

      • Poseen una doble membrana, siendo la interna la original y la externa la de la vesícula de fagocitosis.

      • La producción de energía en ambos orgánulos se localiza en la membrana, al igual que en las bacterias.

      • El ARN ribosómico es muy parecido en mitocondrias, cloroplastos y bacterias.

      • Se ha observado en la actualidad el proceso de endosimbiosis (Okamoto e Inouye, 2005) en un protista heterótrofo.

      La teoría endosimbiótica

       Amplio contenido sobre la teoría endosimbiótica con esquemas y argumentos a favor de la misma. 

      1. ¿Qué dos orgánulos celulares reconoces en las fotografías? 

      2. ¿Por qué la teoría de la endosimbiosis propuesta por Lynn Margulis recibe el adjetivo de «seriada»? 

      3. ¿Puedes aportar dos argumentos a favor de la teoría de la endosimbiosis seriada? 

           

      Hecho
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      Investiga

      Las arqueobacterias son un grupo de microorganismos que se encuentran más cerca de las células eucariotas que de las bacterias.

       Investiga y contesta las preguntas.

      SOLUCIONARIO

      1. El dominio es la mayor categoría taxonómica que existe. Esta categoría fue propuesta por Carl Woese y George Fox en respuesta a la necesidad de separar de forma clara a las arqueobacterias del resto de las células procariotas dadas las diferencias encontradas entre ambos grupos. Woese y Fox propusieron una clasificación basada en tres dominios, Archaea, Eukarya y Bacteria, y los cinco reinos tradicionales.

      2. Un extremófilo es un organismo que vive en condiciones ambientales extremas: lugares extremadamente fríos o calientes, o, por ejemplo, con una concentración excesiva de sales.

      3. Las primeras arqueas encontradas vivían en condiciones ambientales extremas, muy diferentes a las del resto de organismos, como, por ejemplo, en las chimeneas hidrotermales del fondo de los océanos o en lagos salados. Su metabolismo está adaptado a vivir en esos ambientes y es ciertamente extraño si lo comparamos con el de otros microorganismos. Hoy en día se han encontrado arqueobacterias que viven en ambientes no tan extremos.

      Chimeneas hidrotermales submarinas

      El mar a fondo, guía didáctica elaborada por el Institut de Cienciès del Mar y el CSIC que contiene un amplio contenido sobre chimeneas hidrotermales submarinas. 

      1. ¿Qué es un dominio taxonómico? 

      2. ¿Qué es un organismo extremófilo? 

      3. ¿Por qué a las primeras arqueas se les dio el calificativo de organismos extremófilos?

      Hecho
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      A por el reto

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      En el mundo de Asgard

      En la entrada del congreso científico se instalarán pantallas interactivas donde se expondrán los trabajos divulgativos que hayan elaborado los alumnos de los distintos centros educativos colaboradores. Tu labor consistirá en realizar un mural digital. En el tendrán que estar claramente explicados los siguientes puntos:

      LA TEORÍA DE LA ENDOSIMBIOSIS SERIADA
      LAS ARQUEAS
      LOS NUEVOS DESCUBRIMIENTOS
      Explica de forma sencilla y clara esta teoría. Puedes hacer dibujos y luego incorporarlos digitalmente a tu mural. No olvides hacer referencia a Lynn Margulis.
      Tienes que explicar qué son las arqueas y por qué son diferentes a las bacterias. Para realizar esto no debes olvidar presentar el sistema de clasificación en dominios propuesto por Woese y Fox.
      Explica en este último punto qué son las arqueas de Asgard e intenta relacionarlas con el origen de la célula eucariota.

       

      Para realizar el mural digital, puedes ayudarte de aplicaciones como PowerPoint, Canva o Genially, que te facilitarán la tarea de organizar la información y presentarla. Si puedes descargar el archivo, adjúntalo a continuación. Si no, sube un archivo con la dirección web donde se encuentre tu trabajo.

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      Hecho

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      Has completado el tema!

      A continuación te mostramos el tiempo empleado y el número de aciertos.

      Tiempo empleado

      Calificación

      1. 1
      2. 2
      3. 3
      4. 4
      5. 5
      6. 6
      7. 7
      8. 8
      9. 9
      10. 10
        Borrador
        Editor de texto enriquecido
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