organismos incorporaron otras células de manera estable, lo que dio lugar a células más complejas con compartimentos con funciones especializadas, como la producción de energía o la fotosíntesis. Es lo que denominamos la simbiosis, que creemos que fue un mecanismo decisivo para que aparecieran organismos más complejos con propiedades nuevas. Un ejemplo muy claro de este tipo de simbiosis es la aparición del cloroplasto, un compartimento esencial de las células de las plantas. Es en el cloroplasto donde se produce la fotosíntesis. Pensamos que es el producto de la simbiosis con células, quizás con algún tipo de arqueobacterias, porque podemos observar que conserva algunas de las características de bacterias capaces de fijar la luz. Los organismos más evolucionados como animales y plantas, que denominamos eucariontes, tienen todos células complejas con compartimentos especializados, como el núcleo celular, en el que se encuentra el ADN y su función de almacenar la información genética, la mitocondria, donde se produce la respiración, o el cloroplasto, que hace la fotosíntesis. Se considera que todos estos compartimentos son el resultado de la simbiosis entre organismos más sencillos.
En otro momento decisivo de la evolución, los organismos compuestos de una sola célula desarrollaron mecanismos de cooperación entre ellos, en los que, por ejemplo en situaciones de peligro, se agrupan y forman un conjunto de muchas células. Tanto las plantas como los animales que vivimos actualmente procedemos de organismos con núcleo para los que la asociación de células representó una ventaja. Que las células se agrupen en momentos en los que falta algún componente esencial o porque es un mecanismo de protección debe de haber sido muy favorable en algunos periodos de la evolución de las especies, pues estos organismos complejos fueron evolucionando y dando lugar a reinos tan diversos como los hongos, los animales o las plantas. Para que estos organismos tengan éxito es necesario que las células que coexisten tengan formas de comunicarse entre ellas y de cooperar para el éxito del conjunto. Esto puede llegar a desarrollar procesos en los que algunas células acaban muriendo para permitir la supervivencia de todo el organismo.
En este entorno siempre cambiante, las plantas desarrollaron sistemas para aprovechar la energía que procede de la luz solar basados en la fotosíntesis y los animales, otros sistemas que les permiten alimentarse de bacterias, plantas y otros animales. Las plantas no desarrollaron una capacidad para moverse, y para ocupar nuevos espacios necesitan la ayuda de animales o de la fuerza del viento. Durante todo este tiempo hubo una competición entre organismos por los recursos de la Tierra y se fueron produciendo formas nuevas de vida. Incluso las propias plantas han hecho ensayos durante su evolución para aprovecharse de los alimentos que producen otros organismos. Encontramos diferentes tipos de plantas carnívoras que son capaces de atraer, capturar y digerir pequeños animales. Las plantas carnívoras, no obstante, son una excepción dentro de los vegetales. Lo que la gran mayoría de vegetales hacen es crecer de manera que puedan acceder a un cierto nivel de radiación solar, al carbono y al oxígeno del aire y, a través de las raíces, puedan extraer agua y minerales de la tierra. La fotosíntesis permite establecer una cadena de aprovechamiento de la energía solar que mantiene la actividad de un vasto conjunto de organismos vivos, que son los que vemos actualmente sobre el planeta. Cuando los organismos capaces de incorporar la energía solar se desarrollaron, proliferaron otros organismos que se podían aprovechar de ello para obtener lo que necesitaban para vivir. Necesitaban tener la capacidad de moverse y de integrar otros organismos, lo que denominamos «comer», de la manera en que lo hacemos nosotros. Estas son las características de los animales.
3
LOS ANIMALES SOMOS TUBOS DIGESTIVOS
QUE SE MUEVEN
Desde la perspectiva de la evolución del planeta, comer como lo hacen los animales que conocemos actualmente es una actividad relativamente nueva, desde hace solo algo menos de seiscientos millones de años como máximo. Durante millones de años desde que aparecieron los primeros organismos vivos no observamos en los restos fósiles muchos cambios, hasta el punto de que se habla de los mil millones de años aburridos. Pero hace unos quinientos cuarenta millones de años se produjo un cambio profundo en los animales que vivían en la Tierra. Se discuten las razones de este fenómeno, pero la cantidad de oxígeno que había en la atmósfera aumentó de manera significativa por la aparición de la fotosíntesis. Su presencia permite un nuevo tipo de fisiología que implica respirar, es decir, adquirir oxígeno para transformar la energía química que almacenan animales y plantas en aquella que necesita el sistema nervioso o el movimiento. Usar este tipo de energía es un paso esencial en la evolución de los animales.
Los animales que existían en las primeras etapas de la evolución eran asociaciones sencillas de células muy parecidas entre ellas, que vivían de forma estática, como vemos actualmente con las esponjas. Estas esponjas tienen conductos por donde pasa el agua con los nutrientes que pueden llegar a las células que las componen. También hay animales de una sola célula, parecidos a las amebas, que pueden asociarse temporalmente para aprovechar mejor la disponibilidad de algas de las que se alimentan. Forman cavidades donde los diferentes individuos lanzan las enzimas digestivas a su alrededor y se procuran el producto de la digestión a través de zonas ventrales de su membrana. En los casos en los que el animal debe moverse, las células que lo forman se han de especializar, por ejemplo, en unos pies, y lo mismo pasa con la actividad de comer. Hay células que atrapan las fuentes de energía, otras las digieren y otras transfieren el producto de la digestión al conjunto de las células del organismo porque todas necesitan recibir algún tipo de alimento.
En algunos de los animales primitivos aparecieron cavidades donde podían atrapar y digerir lo que los alimentaba. Estas cavidades son invaginaciones de la epidermis y suelen tener un control de entrada, que denominamos la boca, que se abre cuando sus sentidos avisan de que hay alimento cerca de ellos. Para que la boca funcione son necesarios sistemas de comunicación entre las células que detectan las señales externas y las que producen movimiento. También hay células que coordinan el conjunto y que son de naturaleza nerviosa. En los animales son necesarias, por lo tanto, funciones especializadas del cuerpo, como los sentidos, el movimiento o la digestión, y maneras de comunicar las diferentes funciones entre ellas, lo que requiere un sistema nervioso.
Después de la digestión de lo que comen, estos animales deben liberarse de los residuos que no pueden digerir, y lo pueden hacer por la boca o por algún orificio que aparece de forma esporádica en la pared de la cavidad interna. Una gran novedad se produjo en los animales cuando esta cavidad se abrió de manera duradera por algún punto del cuerpo para evacuar los residuos de los alimentos que no son útiles para la nutrición del animal. De este modo, el sistema digestivo del animal en conjunto acaba formando un tubo. El ano, como la boca, es otra de las novedades cruciales que los animales incorporaron de manera generalizada y esto indica las ventajas que ofrece para su vida. Les permite, por ejemplo, comer por un extremo, digerir los alimentos y expulsarlos de manera simultánea por el otro extremo. Desde hace unos seiscientos millones de años el tubo digestivo ha estado en el centro de la vida de todos los animales.
Los restos de los animales fósiles que hemos encontrado nos indican que en aquel periodo se produjo la aparición de una enorme diversidad de especies que son el origen de los animales que existen actualmente. Es un fenómeno extraordinario que se descubrió a finales del siglo XIX y que se conoce como la explosión del Cámbrico y que ya intrigó a Charles Darwin. No sabemos las razones exactas de estos cambios tan dramáticos que se vivieron de forma casi simultánea en las poblaciones de animales de todo el planeta –y que pueden ser debidas a algún fenómeno geológico o al aumento de oxígeno en la atmósfera producido por los organismos fotosintéticos–, pero el hecho es que en aquel periodo aparecieron muchas nuevas especies. Se ha dicho también que lo que pasó es simplemente una consecuencia del éxito del modelo de estructura de los animales que se había desarrollado a partir de aquel periodo. Este modelo consiste en una estructura con simetría bilateral, que encontramos en todos los animales, y donde en la parte central el tubo digestivo –a través del cual el animal adquiere todo aquello que necesita para vivir– lo transforma, lo incorpora al organismo y expulsa lo que sobra por un extremo.
Desde
