Aparición de los aerobios
Hace unos 2.000 millones de años, las cianobacterias habían producido suficiente oxígeno para modificar la atmósfera terrestre sustancialmente. Muchos anaerobios obligados(aquellos que no viven en presencia de oxígeno) fueron dañados por el oxígeno, algunos desarrollaron modos de neutralizarlo o se restringieron a vivir en áreas donde este no penetra. Algunos organismos aerobios se adaptaron a vivir desarrollando una vía respiratoria que utilizaba el oxígeno para extraer más energía de los alimentos y transformarla en ATP. La respiración aerobia se incorpora así al proceso anaerobio ya existente de la glucólisis. Esta aparición de organismos aerobios tuvo varias consecuencias: Os
organismos que usan el O2 obtienen mas energía de 1 molécula de glucosa que la que obtienen los anaerobios por fermentación, por lo tanto son mucho mas eficientes. El O2 liberado a la atmósfera era tóxico par los anaerobios obligados, que se confinaron a áreas restringidas. Se estabilizó el oxígeno y el dióxido de Carbono en la atmósfera, y por lo tanto el Carbono empezó a circular por la ecósfera. En la atmósfera superior el O2 reaccionó para formar OZONO (O3) que se acumuló hasta formar una capa que envolvió a la tierra e impidió que las radiaciones ultravioletas del sol llegaran a la tierra... pero con su ausencia disminuyó la síntesis abiótica de moléculas orgánicas. Según el tipo de respiración, respiración , los seres vivos se clasifican en: Organismos
aerobios: El oxígeno se puede encontrar en el aire o en el agua, a los organismos que utilizan el oxígeno para realizar su respiración se les llama Organismos Aerobios. Los peces y algas toman el oxígeno del agua, todos los dem ás vegetales y animales lo toman del aire.
Organismos anaerobios:
Son aquellos que viven donde no existe oxígeno y su respiración es anaeróbica; entre ellos tenemos a las bacterias y levaduras que descomponen sustancias y aprovechan la energía liberada para realizar sus funciones vitales.
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Según el tipo de respiración respiración,, los seres vivos se clasifican en:
Organismos Aerobios: El oxígeno se puede encontrar en el aire o en el agua, agua, a los organism o rganismos os que utilizan el oxígeno para realizar su respiración de les llama Organismos Aerobios. Los peces y algas toman el oxígeno del agua, todos los lo s demás vegetales y animales lo toman del aire. Organismos Anaerobios: Anaerobios: Son aquellos que viven donde no existe oxígeno y su respiración es anaeróbica; entre ellos tenemos a las bacterias las bacterias y levaduras que descomponen substancias y aprovechan la energía liberada para realizar sus funciones vitales.
Organismo anaerobio Los organismos anaerobios o anaeróbicos son los que no utilizan oxígeno (O2) en su metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del oxígeno. Si el aceptor de electrones es una molécula orgánica (piruvato, acetaldehido, etc.) se trata de metabolismo fermentativo; si el aceptor final es una m olécula inorgánica distinta del oxígeno (sulfato, carbonato, etc.) se trata de respiración anaeróbica. El concepto se opone al de organismo aerobio, en cuyo metabolismo se usa el oxigeno como aceptor final de electrones. Tipos de metabolismos anaerobios Fermentaciones La mayoría de los organismos anaerobios utilizan la fermentación para obtener energía química. Existen diferentes tipos de fermentación en función de la ruta metabólica utilizada. Así, se denomina fermentación alcohólica a aquella en la que se genera etanol, fermentación láctica a la que genera ácido láctico, fermentación ácido-mixta a la produce ácido láctico, etanol y ácido propiónico, y fermentación butírica a la que genera el ácido butírico. Respiraciones anaeróbicas Algunos microorganismos realizan un proceso metabólico conocido como respiración anaeróbica que, a pesar de no utilizar oxígeno, es completamente diferente de las fermentaciones. En la respiración anaeróbica existe una cadena transportadora de electrones análoga a la de la respiración aeróbica, pero el aceptor final de electrones no es el oxígeno sino otra molécula, 2-
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generalmente inorgánica, como SO4 , NO3 o CO2. Organismo aerobio Se denominan aerobios o aeróbicos a los organismos que necesitan del oxígeno diatómico para vivir o poder desarrollarse. El adjetivo "aerobio" se aplica no sólo a organismos sino también a los procesos implicados ("metabolismo aerobio") y a los ambientes donde se realizan. Un "ambiente aerobio" es aquel rico en oxígeno, a diferencia de uno anaerobio, donde el oxígeno está ausente, o uno microaerofílico, donde el oxígeno se encuentra a muy baja concentración. El metabolismo aerobio (respiración) surgió en la evolución después de que la fotosíntesis oxigénica, la forma más común de fotosíntesis, liberó a la atmósfera oxígeno, el cual había sido muy escaso hasta entonces. Inic ialmente representó una forma de contrarrestar la toxicidad del oxígeno, más que una manera de aprovecharlo. Como la oxidación de la glucosa y otras sustancias libera mucha más energía que su utilización anaerobia por ejemplo, la fermentación, los seres aerobios pronto se convirtieron en los organismos dominantes en la Tierra.
El antepasado común de los organismos eucariontes (con células nucleadas) adquirió la capacidad de realizar el metabolismo aerobio integrando a una bacteria aerobia como orgánulo permanente, la mitocondria (teoría de la endosimbiosis). Aerobiosis, es un proceso conocido como respiración celular , usa el oxígeno para oxidación del sustrato (por ejemplo azúcares y grasas para obtener energía). Un buen ejemplo podría ser la oxidación de la glucosa (un monosacárido) en la respiración aeróbica. C6H12O6
+ 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP -1
Dando alrededor de 2.880 kJmol . El oxígeno es usado durante la oxidación de la glucosa y produce agua.
El Oxígeno y los organismos aerobios El incremento del oxígeno atmosférico favoreció la aparición de organismos aerobios
El aumento en el oxígeno atmosférico tuvo un profundo efecto en la Tierra y en la vida. Primero, en la parte superior de la atmósfera, reaccionó y dio lugar al ozono 0 3 (figura 1) El ozono cubrió la Tierra evitando que gran parte de la radiación ultravioleta del sol penetrara hacia la superficie de la Tierra. De esta manera permitió que los organismos vivieran más cerca de la superficie, tanto en los medios acuáticos, como en la tierra. Como la energía de la radiación ultravioleta se utilizaba durante la generación espontánea de moléculas orgánicas, la síntesis de éstas disminuyó. Los anaerobios obligados se intoxicaban con el oxígeno; muchas especies desaparecieron. Sin embargo, algunos anaerobios evolucionaron para neutralizar el oxígeno, de manera que éste no pudiera afectarlos. Algunos organismos incluso crearon mecanismos para utilizar el oxígeno, y así pudieron subsistir en este ambiente. Como resultado de esto, se desarrolló la capacidad de utilizar el oxígeno y extraer energía de los alimentos. Esta respiración aerobia se agregó al proceso de glucólisis. Al igual que otros procesos metabólicos, la respiración probablemente se desarrolló paso a paso. Hubo varias consecuencias en la evolución de los organismos que podían utilizar oxígeno. Los que adquirieron respiración aerobia podían obtener de la utilización de una sola molécula de glucosa más energía que la que obtenían los anaerobios de la fermentación. Así, los aerobios poseían energía adicional para sus actividades. Esto los hizo más competitivos que los anaerobios, lo que, aunado a la toxicidad del oxígeno sobre estos últimos, desplazó a los anaerobios a un papel secundario en la Tierra. En la actualidad, casi todos los organismos, incluidas plantas, protistas, procariotas y hongos, llevan a cabo la respiración aerobia. La evolución de la respiración aerobia tuvo efecto estabilizador en el oxígeno y dióxido de carbono de la biosfera. Los organismos fotosintéticos utilizaban dióxido de carbono corno fuente de carbono. Sin el advenimiento de la respiración aerobia, esta materia prima se habría agotado rápidamente en la atmósfera. Durante esta respiración se libera dióxido de c arbono, como producto de deshecho, a partir de la degradación completa de moléculas orgánicas. Por tanto, se inició el reciclaje
de carbono en la biosfera, moviéndose de un medio abiótico a los organismos fotosintéticos, y de éstos a los heterótrofos que ingerían plantas. Posteriormente, mediante la respiración, el carbono liberaba de regreso en el medio abiótico, en forma de dióxido de carbono, para reiniciar el ciclo. De esta manera se producía oxigeno en la fotosíntesis, y se utilizaba en la respiración aerobia. ¿Cómo se origino el oxigeno? Con la aparición de bacterias capaces de realizar la fotosíntesis. Esta nueva función permitía a tales bacterias fijar el dióxido de carbono abundante en la atmosfera y liberar oxigeno. Pero este no se quedaba en la atmosfera, pues era absorbido por las rocas ricas en hierro. Hace 2000 millones de años, cuando se oxido todo el hierro de las rocas, el oxigeno pudo empezar a acumularse en la atmosfera.
Incremento de 02 atmosférico y
1 en la parte superior de la atmosfera, reacciono dando lugar al ozono 03. El ozono cubre la tierra
evitando que gran parte de la radiación u.v penetre hacia la superficie terrestre. y
Por esta razón los organismos comienzan a vivir más cerca de la superficie
y
Disminuye la generación espontanea de las moléculas orgánicas
y
los anaerobios se intoxican con el 02 y algunos evolucionan, para neutralizar el oxigeno
y
algunos organismos crean mecanismos para utilizar el 02 y subsistir a este ambiente
y
como resultado se desarrollo la capacidad de utilizar el 02 y extraer energía de los alimentos; esta respiración aerobia se agrego al proceso de glucosis
y
estos organismos podían obtener de la utilización de una sola molécula de glucosa más energía que la que obtenían los anaerobios de la fermentación
y
esto los hizo más competitivos, desplazando a los anaerobios a un papel secundario
y
en la actualidad casi todos los organismos llevan a cabo respiración aerobia
y
los organismos fotosintéticos utilizaban el dióxido de carbono como fuente de carbono. Sin el advenimiento de la respiración aerobia, esta materia prima se habría agotado rápidamente en la atmosfera.
y
Posteriormente, mediante la respiración, el carbono liberaba el regreso en el medio abiótico, en
forma de dióxido de carbono, para reiniciar el ciclo Problemas y
A) relaciona los efectos del aumento del oxigeno con el origen de los microorganismos aerobios: Primeramente el oxigeno les resulto toxico, por esto la gran mayoría evoluciona creando
mecanismos para utilizar el oxigeno para extraer energía de los alimentos. y
B)
explica las ventajas comparativas de los organismos aerobios sobre los anaerobios.
Los organismos aerobios poseían energía adicional para sus actividades, ya que, podían obtener de la utilización de una sola molécula de glucosa más energía que la que obtenían los anaerobios de la fermentación.
¿Es correcto decir que los organismos fermentadores no alcanzaron niveles superiores de complejidad a causa de ser fermentadores?
No, ellos no alcanzaron mayor complejidad ya que no necesitaban ser organismos complejos para obtener la energía necesaria para su metabolismo, a través de la fermentación logran obtener esa energía sin necesidad de evolucionar. ¿Por qué se asume que la disminución de la radiación u.v favoreció el surgimiento de nuevas formas de vida? Se asume esto ya que al formarse el ozono y cubrir la superficie terrestre disminuyo la cantidad de radiación u.v que penetraba a la tierra, luego, los organismos vivieron más cerca de la superficie, tanto en los medios acuáticos como terrestre.
Tres efectos que tuvo la respiración aeróbica en los ciclos de la materia -Primeramente la capacidad que se crea de parte de los organismos aeróbicos, en la cual poseen más energía desde una molécula de glucosa. -El efecto estabilizador en el oxigeno y dióxido de carbono -Se inicia el reciclaje de carbono en la biosfera
