UNIDAD N°1. ORIGEN Y EVOLUCIÓN

1. ORIGEN DEL UNIVERSO

Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas teorías, apoyadas en

observaciones y cálculos matemáticos coherentes. La más aceptada en la actualidad es la

teoría del Gran Estallido o Big Bang, la cual supone que, hace 12.000 a 15.000 millones de

años, el universo era un cuerpo infinitamente compacto que estalló, dispersando su materia

en el espacio. Esta materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones y se ha

estado desplazando desde entonces, por lo cual el universo se encuentra en continua

expansión. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se

concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las

primeras galaxias. Desde entonces, el universo continúa en constante movimiento y

evolución. Esta teoría ilustra a través de observaciones rigurosas operaciones matemáticas

los eventos después de la gran explosión, pero no tiene explicación del momento cero del

origen de la explosión.

http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/17405373/Cuando-se-trata-de-asuntos-cientificos-la-Biblia-es-cienti.html)

En el año 1920, Edwin Hubble demuestra experimentalmente la expansión del Universo.

Hubble descubre que hay millones de galaxias en el Universo y que están alejándose de

nosotros a velocidades enormes. Observaciones posteriores mostraron que las galaxias más

distantes se están alejando de nosotros con más rapidez, y las galaxias próximas se alejan

más lentamente. Esto es exactamente lo que se esperaría ver si el Universo hubiera

comenzado en una explosión suprema y gigantesca: un «Big Bang». Los fragmentos

expulsados a más velocidad por la explosión habrían tenido tiempo de alejarse más en el

espacio que los fragmentos más lentos. Esto significaba que al principio, las galaxias del

universo estaban amontonadas en el mismo lugar al mismo tiempo, esta idea y el análisis de

la distancia y velocidad entre las galaxias permitió que los científicos llegaran a determinar la

edad aproximada del Universo.

Se cree que después de la gran explosión se formaron los primeros quarks y leptones, las

unidades constituyentes de las partículas elementales y que la única fuerza unificada original

se separó en las cuatro fuerzas que hoy conocemos: gravedad, electromagnetismo y las

fuerzas nucleares fuerte y débil. Las siguientes en formarse fueron las propias partículas,

incluyendo los protones, los neutrones y los electrones. Luego se formaron los primeros

núcleos a partir de protones y neutrones; y luego los núcleos y los electrones sueltos se

mezclaron en un gas llamado plasma (cuarto estado de la materia). Finalmente, los

electrones, los neutrones y los protones se unieron en átomos, los bloques constituyentes del

mundo tal como hoy lo conocemos. En un instante, este «material» se había extendido hasta

proporciones cósmicas.

Para demostrar la certeza de esta teoría los científicos toman como evidencia entre otros, el

descubrimiento en 1965 de Wilson y Penzias: la existencia de una radiación de

microondas procedente del espacio profundo. Esta radiación sería el eco del Big Bang. El

Universo nació a partir de un punto muy caliente y ha estado expandiéndose y enfriándose

desde entonces; ahora debería estar a una temperatura de aproximadamente-270 grados

Celsius (3 K), precisamente la, temperatura de la radiación de microondas de los cuerpos

celestes. Nuevas mediciones de la radiación de fondo fueron realizadas con el satélite

COBE (Cosmic Background Explorer) en 1992 y por la sonda WMAP (sonda anisotrópica de

microondas Wilkinson) lanzada por la NASA en 2001. Midió la radiación cósmica de fondo de

microondas y nos dio una imagen con las «arrugas» del Universo primitivo. La expansión

aparentemente ha continuado, pero mucho más despacio, durante los siguientes miles de

millones de años. De igual manera se considera que el sol, la tierra y los otros planetas se

consolidaron hace 4.600 millones de años.

http://www.letraherido.com/130504evolucionuniverso.htm

2. TEORÍAS DEL ORIGEN DE LA VIDA Desde que el hombre tuvo la capacidad de pensar y de razonar, se empezó a preguntar cómo surgió la vida, surgiendo así uno de los problemas más complejos y difíciles que se ha planteado el ser humano, en su afán de encontrar una respuesta, intentó solucionarlo mediante explicaciones religiosas, mitológicas y científicas, a partir de estas últimas han surgido varias teorías y otras han sido descartadas. 1. TEORÍA DEL CREACIONISMO: Desde la antigüedad han existido explicaciones creacionistas que suponen que un Dios o varios pudieron originar todo lo que existe. Se basa en escrituras antiguas, las cuales se transmitieron de generación tras generación: "Creación en 6 días". Sus fundamentos fueron tomados de las tablillas de arcillas babilónicas, jeroglíficos de los templos egipcios, Génesis judío, Popo - Vuh de los mayas, Chilam Balam, entre otros. A partir de esto, muchas religiones se iniciaron dando explicación creacionista sobre el origen del mundo y los seres vivos. Esta teoría afirma que la tierra no tiene más de 10,000 años y que en los inicios del mundo un ser sobrenatural creo de manera individual cada tipo de organismo durante un breve lapso de actividad divina ocurrida hace 6,000 años y que los organismos actuales son descendientes de aquellos ancestros sin haber sufrido cambio alguno, encontrándose las narraciones sobre creación consignadas en la Biblia. Los anacronismos, contradicciones y las no demostraciones de sus postulados hacen que esta teoría no se considere dentro de las científicas, sin embargo la ciencia no ha dado explicaciones definitivas respecto al origen de la vida, por lo que para muchos es difícil descartar el impulso inicial y creador.

http://sobrenatural.net/foros/viewtopic.php?f=8&t=1438

2. TEORÍA COSMOZOICA O PANSPERMIA: Propuesta en 1908 por el sueco Svance Arrhenius, esta teoría explica la presencia de la vida en la tierra, suponiendo que fue traída de otro lugar del universo; quizás llegó a la tierra incorporada a un meteorito en forma de esporas y bacterias, provenientes del espacio exterior que, a su vez, se desprendieron de un planeta en la que existía. Esta teoría fue desacreditada cuando Paúl Becquerel quien demostró que estos supuestos gérmenes serían destruidos a causa de las radiaciones ultravioletas, las bajas temperaturas y el vació absoluto. Además se sabe que cualquier cuerpo al entrar en contacto con la atmósfera terrestre se calcina en su paso. Aun si la vida pudiese resistir los rigores del espacio interplanetario y el viaje ardiente a través de la atmosfera de la tierra. La teoría cosmozoica no da respuesta al origen de la vida, simplemente lo desplaza a otro lugar.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/48/Panspermie.svg

3. TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA: Aproximadamente hasta hace cien años de daba creía que la vida podía originarse espontáneamente a partir de la materia no viviente. Esta idea se remonta a la Grecia Antigua, donde se creía que los animales, tanto de los órdenes inferiores como de los superiores, pueden originarse espontáneamente. Según esta teoría, los animales pueden surgir y han surgido de la materia inanimada Podemos distinguir dos corrientes:

CORRIENTE MATERIALISTA: propuesta por Tales de Mileto, Empédocles, Anaximandro, Jenófanes y Demócrito. No consideraban los elementos místicos - religiosos para la génesis de vida. Sostenían que la vida surge a partir de los elementos de la naturaleza: Tierra, agua, fuego y aire sin la intervención de dioses.

CORRIENTE IDEALISTA: Iniciada por Platón y seguido por su discípulo Aristóteles. Postuló al igual que los materialistas un origen espontáneo para gusanos, insectos, peces, cangrejos y salamandras, a partir del rocío, sudor, del agua de mar y de los suelos húmedos. Esta corriente sin embargo sostuvo que para el surgimiento de la vida no bastaba la materia, sino que era necesaria la interacción de la materia inerte con una fuerza supernatural capaz de dar vida a lo que no tenía y lo llamaron entelequia.

REPRESENTANTES DE LA TEORIA ABIOGENÉSICA O DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

EMPÉDOCLES DE AGRIENTO, proporcionó la base para la creación de esta teoría. Decía que del barro salían partes corporales: cabezas con solo el tórax, extremidades solas, etc. De esas partes corporales se unían y formaban seres vivos, pero a veces se unían partes que no encajaban y formaban monstruos que después eran destruidos por la naturaleza.

ARISTÓTELES, criticaba a Empédocles. Él decía que la naturaleza no creaba por crear, que los seres salían enteros y que su proceso era lento. Aristóteles había observado una charca durante un largo periodo de sequía. El agua de la charca se fue secando hasta que sólo quedó fango en el fondo. Al terminar la sequía, la charca se volvió a llenar de agua. Observaba que, al principio, no había peces; después, observó peces en la charca. Aristóteles llegó a la conclusión de que estos peces no habían nacido de otros peces, porque todos los peces que había antes, murieron durante la sequía. Llegó a la conclusión de que los nuevos peces habían salido del fango. Aristóteles creía también que las moscas salían de la carne podrida de los animales. Pensaba que otros tipos de insectos salían de la madera, de las hojas secas y hasta del pelo de los caballos. Aristóteles creía en la ABIOGÉNESIS, que es otro nombre para la generación espontánea. (a = sin, bio = vida, génesis = origen). Aristóteles propuso el origen espontáneo para gusanos, insectos y peces a partir de sustancias como el rocío, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el resultado de interacción de la materia no viva, con fuerzas capaces de dar vida a lo que no tenía; a esta fuerza la llamó ENTELEQUIA. Según los abiogenésicos, el oxígeno era indispensable para que la materia se transforme en vida.

VAN HELMONT (1577-1644) "FÓRMULA PARA GENERAR VIDA" La idea de la generación espontánea de los seres vivos, perduró durante mucho tiempo. En 1667, Johann B, van Helmont, médico holandés, propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones: "las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior, llena de sudor junto con trigo, en un recipiente de boca ancha, al cabo de unos 21 días el olor cambia y penetra a graves de las cáscaras del trigo, cambiando el trigo en ratones. Pero lo más notable es que estos ratones son de ambos sexos y se pueden cruzar con ratones que hayan surgido de manera normal..."

http://biologiacecyt16.blogspot.com/2013/01/teorias-del-origen-de-la-vida.html

REFUTACIÓN DE LA TEORÍA DE LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA Algunos científicos no estaban conformes con esas explicaciones y comenzaron a someter a la experimentación todas esas ideas y teorías:

EL EXPERIMENTO DE REDI: en 1668 el Médico italiano Francisco Redi (1626 - 1697), hizo los primeros experimentos para demostrar la falsedad de la generación espontánea. Redi no estaba convencido de que las moscas salían de la carne podrida; "Él oyó que los cazadores y carniceros cubrían la carne en verano con tela fina, para evitar que se pudriera y crecieran gusanos en ellas; esto lo inspiró para idear el siguiente experimento: depositó carne de ternera, víbora, pescado y anguila en frascos, dejando algunos abiertos y otros con las bocas cubiertos con tela fina de muselina. Las moscas se congregaron en los frascos abiertos y pusieron huevos. En poco tiempo, aparecieron larvas en todos los frascos abiertos, varias semanas después, Redi abrió los frascos cerrados y encontró carne podrida mas no larvas. Redi llegó a la conclusión de que los gusanos aparecían en la carne descompuesta, sólo si las moscas habían puesto antes sus huevos en la carne.

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Los experimentos de Redi presentaron evidencia en contra de la hipótesis de la generación espontánea aceptaron la hipótesis de que "las moscas provienen de moscas". Sin embargo, todavía creían que los microorganismos, que son organismos muy pequeños que sólo se ven a través de un microscopio, se producían por generación espontánea. Con dicho experimento se empezó a demostrar la falsedad de la teoría conocida como "Generación Espontánea". Los experimentos de Redi confirmaron la hipótesis de la biogénesis. A finales del siglo XVII, Antón van Leeuwenhoek, gracias al perfeccionamiento del microscopio óptico, logró descubrir un mundo hasta entonces ignorado. Encontró en las gotas de agua sucia gran cantidad de microorganismos que parecían surgir súbitamente con gran facilidad. Este descubrimiento fortaleció los ánimos de los seguidores de la "Generación Espontánea” A pesar de los experimentos de Redi, la teoría de la generación espontánea no había sido rechazada del todo, pues las investigaciones, de este científico demostraba el origen de las moscas, pero no el de otros organismos.

NEEDHAD VS. SPALLANZANI : "LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA EN LOS MICROOORGANISMOS"

JHON NEEDHAM (1713 - 1781): El cura católico inglés Needham llevó a cabo numerosos experimentos. "Él básicamente tomó materia orgánica, como pedazos de carne y plantas, las puso en un frasco. A continuación selló el frasco con algún tipo de cera y luego la hirvió, su idea era mostrar que si la hervía, quizá no habría vida ahí, pero el mostró que aún salía vida, así que dijo que la ebullición no mata la generación espontánea". Lo que Needham no sabía era que los sellos que utilizó en los frascos, aún exponían las muestras al aire, después de hervirlas y eso permitía que se formaran seres vivientes en las muestras. Needham y su mentor el Conde de Buffón, creían que la vida estaba compuesta por unos supuestos átomos vitales, que al morir un ser viviente huían y se juntaban para formar un nuevo ser viviente.

LAZZARO SPALLANZANI (1729 - 1799): Era un fisiólogo, naturalista aficionado y cura italiano. Era un criticó de la obra de Needham. Él hizo experimentos similares con infusiones de frasco de vidrio, pero en lugar de sellarlos con un corcho y alguna sustancia de cola de pegar, derritió la punta en alguna llama muy caliente hasta cerrarlos y luego hirvió la infusión, dentro ese frasco totalmente sellado y esperó durante días y días, para ver si la solución se ponía turbia o sombría, lo que indicaría el crecimiento de microorganismos. Las soluciones se mantuvieron claras. Pero Needham dijo que Spallanzani al sellar los frascos evitó la exposición de los átomos necesarios para la vida.

LOUIS PASTEUR (1822 - 1895): En 1864 Louis Pastear un científico francés, puso fin a la controversia y aniquila la generación espontánea. Pasteur había demostrado que hay microorganismos en las partículas de polvo "Él pensaba que los causantes de la putrefacción de la materia orgánica eran los microorganismos que se encontraban en el aire", demostrándolo con el siguiente experimento: usó tres grupos de vasos (Matraces), en uno los vasos estaban sellados herméticamente, en otros los vasos estaban abiertos, pero sus cuellos eran angostos y torcidos (Cuello de Cisne); y en el tercero, los vasos estaban totalmente abiertos. Después de algunos unos días las soluciones no se habían contaminado, en el primero y el segundo frasco, siguió libre de bacterias porque sus largos cuellos evitó que entraran ellas, a pesar que la forma de cuello, permitía que entrara en él, aire. Pero las partículas de polvo, se quedaban en las partes debajo de los cuellos. Con éste y otros experimentos, Pasteur destruyó la generación espontánea. Para demostrar los hallazgos, rompió el cuello de cisne de un matraz, y al entrar en contacto él líquido con el aire, los microorganismos que contenía este último, producía una descomposición de la sustancia nutritiva. Pasteur llegó a la conclusión, que la generación de microorganismos dependía directamente de la contaminación, por los microorganismos de las partículas de polvo que hay en el aire. Con tan notable aporte, el genio Louis Pasteur echó por tierra definitivamente la teoría de la ABIOGÉNESIS, por tanto, con él empieza la teoría de la BIOGÉNESIS, y con justa razón se le considera padre de esta nueva teoría”. Gracias a esta demostración se le reconoce como padre de la Microbiología junto a Pasteur.

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3. ORIGEN E HISTORIA EVOLUTIVA DE LA VIDA

Hace aproximadamente 4.600 millones de años se forma la tierra, a una temperatura

cercana a los 1730ºC, se trataba de un lugar inhóspito e imposible para la vida. Hace 4.450

m.a. se diferenció el núcleo y, muy

pronto, transcurridos los primeros 400

m.a, el planeta fue aumentando su

tamaño por el aporte de meteoritos que

golpeaban y agitaban su superficie. Los

vientos solares provocados por este

bombardeo continuo barrieron la

atmosfera de hidrogeno mientras las

erupciones volcánicas aportaron vapor

de agua y gases tóxicos como el

monóxido de carbono, el amoníaco y el

cianuro de hidrógeno. Deberían

transcurrir otros 400 m.a para que la

vida comenzara a emerger en forma de

las primeras células que pronto

colonizaron todos los ambientes.

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TEORÍA PREBIÓTICA

Es una de las teorías propuesta a mediados del siglo XX para intentar responder a la

pregunta: ¿cómo surgió el primer ser?, después de haber sido rechazada la teoría de la

generación espontánea. El hito más importante para el esclarecimiento del origen de la vida

se produjo en 1924, cuando el entonces joven bioquímico ruso Alexander Ivanovich Oparin

escribió una obra sencilla, El origen de la vida. En ella recogía opiniones anteriores

expuestas previamente ante la Sociedad Botánica Rusa, en 1922, y retomaba las ideas

darwinianas. Diez años más tarde, el biólogo británico John Burdon Sanderson Haldane llegó

a ideas similares a las de Oparin, aunque sin conocer sus escritos que recién se tradujeron

en 1938.

A partir de las ideas de Oparin y Haldane, e investigaciones posteriores, se fue consolidando

la lista de condiciones que habrían permitido el surgimiento de la vida sobre la Tierra, y se

establecieron etapas o fases en el camino de la evolución química a la biológica, aunque el

orden exacto está en discusión:

a) una estrella estable (el sol) y un planeta (la Tierra) formado en condiciones apropiadas

(temperaturas promedio adecuadas para la formación de agua líquida);

b) presencia y concentración de átomos necesarios y fundamentales (carbono, oxígeno,

nitrógeno, hidrógeno, así como pequeñas cantidades de fósforo, azufre y metales);

c) formación de una atmósfera reductora (sin oxígeno libre) para mantener la estabilidad de

las primeras moléculas sencillas;

d) producción de monómeros orgánicos más complejos, pilares fundamentales de las

biomoléculas comunes, a los seres vivos (aminoácidos, nucleótidos, ácidos grasos,

azúcares);

e) formación de polímeros (proteínas, ácidos nucleicos y polisacáridos) a partir de

monómeros;

f) ensamblado de las macromoléculas en agregados organizados, los prebiontes, estructuras

no vivas (no celulares) pero con identidad bioquímica.

g) formación de complejos macromoleculares de proteínas con identidad química y cierta

diferenciación del ambiente circundante (proteinoides);

h) formación de coacervados, esferas que podían absorber selectivamente materiles del

medio externo (antecedente de membrana celular);

i) formación de microesferas o protocélulas rodeadas de una doble membrana, en vez de la

película de agua;

j) capacidad de replicación o reproducción, para asegurar la continuidad de las protocélulas

(protogenes);

k) diferenciación del prebionte en la primera célula, que actualmente se conoce como

ancestro común.

EVOLUCIÓN QUÍMICA EN LA TIERRA PRIMITIVA

Astrofísicos y geólogos han determinado que la tierra tiene unos 4,6 billones de antigüedad.

Su atmosfera primitiva aparentemente incluía dióxido de carbono CO2, el vapor de agua

(H2O), monóxido de carbono (CO), hidrogeno (H2) y nitrógeno (N2). Es posible que haya

habido también algo de amoniaco (NH3), sulfuro de hidrogeno (H2S) y metano (CH4), los

cuales provenían de las numerosas erupciones volcánicas, aunque la radiación ultravioleta

del sol pudo haber descompuesto estas moléculas reducidas con rapidez. Es probable que la

atmosfera primitiva contuviera poco o nada de oxigeno libre (O2).

Deben haberse cumplido cuatro requisitos para la evolución química de la vida: ausencia

total o casi total de oxigeno libre, un fuente de energía: La radiación ultravioleta solar, las

descargas eléctricas de las constaten tormentas y, posiblemente, los impactos de meteoritos,

aportaron una gran cantidad de energía que provoco que estas moléculas inorgánicas

sencillas se asociaran en moléculas orgánicas simples, como los aminoácidos, los azucares

y los ácidos grasos. El tercer requisito se refiere a la disponibilidad de compuestos químicos

simples (minerales inorgánicos disueltos y gases de la atmosfera primitiva). Un último

requerimiento es el tiempo suficiente para que las moléculas se acumularan y reaccionaran

con otras.

Según Oparin, estas moléculas orgánicas simples se acumularon en los océanos o en las

charcas aisladas, protegidas de la excesiva radiación ultravioleta, conformando así lo que se

llamó el caldo primordial. Allí, interactuaron entre ellas para diversificarse y evolucionar en

forma de proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. A su vez, los ácidos nucleicos, las proteínas y

los lípidos interactuaron para originar células vivas. La vida sería pues, el resultado de la

evolución de la materia desde inorgánica, a orgánica simples; luego, a orgánica más

compleja y, finalmente a un ser vivo, que sería el resultado más complejo de la materia. Para

que esto fuera posible, la atmosfera debía ser reductora, es decir, carecer de oxigeno libre,

ya que el oxígeno habría destruido las primeras moléculas orgánicas. Además, la

temperatura en la Tierra debía descender lo suficiente para permitir la presencia de agua

líquida.

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La atmósfera inicial carecía de oxígeno libre; todo el oxígeno existente estaba combinado

con hidrógeno, metales y elementos químicos. Al no tener oxígeno libre, la atmósfera inicial

era reductora y estaba formada por gases como el nitrógeno, el metano, el monóxido de

carbono y otros similares. La ausencia de oxígeno libre en esta atmósfera resultó esencial

para impedir la destrucción por oxidación de las moléculas orgánicas recién formadas, pero a

la vez, la falta de la capa d ozono permitía el pasaje continuo de radiación UV, letal para los

agregados moleculares. El vapor de agua se formó tanto por la fusión de las rocas volcánicas

y las altas temperaturas, como por el aporte de los cometas. La evidencia suministrada al

estudiar ciertos cristales en las rocas más antiguas señala que la interacción entre la roca

fundida y el vapor de agua formó los primeros océanos hace, aproximadamente, 4.200 m.a.

Sin embargo, hasta hace 3.900 m.a., estos océanos iniciales se evaporaban y volvían a

condensarse, tal vez en numerosas ocasiones, por el bombardeo de meteoritos. Obviamente

estas condiciones extremas impidieron inicialmente la formación de células o de cualquier

otro indicio de vida, debido a la esterilización completa del ambiente, como si se tratara de un

gigantesco horno, con temperaturas que en ocasiones se acercaban a las de la superficie de

Mercurio, por encima de los 500 ºC.

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Estas condiciones también crearon un ambiente selectivamente favorable para la formación

de organismos hipertermófilos (que toleran temperaturas cercanas o por encima del punto de

ebullición), como ocurre con varios representantes del imperio Archaea y el imperio Bacteria

(organismos procariotas, es decir, sin núcleo ni membranas internas)

Producción de monómeros orgánicos

La primera etapa en el origen de la vida consistió en la formación de monómeros orgánicos a

partir de moléculas inorgánicas. La teoría del caldo o sopa primordial, propuesta por Oparin,

supone que estas moléculas complejas se formaron en un medio acuoso caliente, sujeto a

evaporación. Pero en la hipótesis original, Haldane le otorgaba mayor importancia al

ambiente volcánico y a la radiación ultravioleta. El ambiente propuesto por Oparin tenía una

ventaja: al existir una alta concentración de moléculas simples, a causa de la evaporación

continua que se producía por el calentamiento, las moléculas complejas podrían formarse

con mayor facilidad.

En septiembre de 1951, en una conferencia a la que asistía el químico estadounidense

Sanley Lloyd Miller, el profesor Harold C. Urey, de la universidad de Chicago, quien tenía un

conocimiento muy acabado del origen del sistema solar y conocía muy bien las ideas de

Oparín y Haldane, afirmó que:

La atmósfera primordial de la Tierra era reductora, debido a la abundancia de

hidrógeno, y favorable para la formación de sustancias orgánicas;

Los gases que envolvieron a la Tierra primitiva estaban representados, principalmente,

por metano, amoníaco y vapor de agua;

En este medio, las reacciones químicas, alimentadas por descargas eléctricas de los

relámpagos además de las radiaciones UV (ultravioletas) de alta energía, producirían

las moléculas orgánicas ricas en hidrógeno que conforman los seres vivos.

Quedaba planteada así la formación de aminoácidos y de nucleótidos, constituyentes de las

proteínas y de los ácidos nucléicos,

respectivamente, en una atmósfera reductora,

condición imperante en la Tierra primitiva.

La experiencia de Miller: En 1952, Stanley Miller

contactó al profesor Urey en su laboratorio para

compartir con él sus ideas y proponerle realizar la

simulación de las condiciones de la atmósfera

primitiva para la síntesis de las moléculas

orgánicas. Por fin, en 1953, realizaron juntos el

famoso experimento para reproducir las

reacciones químicas de la Tierra primitiva.

Utilizaron un dispositivo con matraces,

condensadores y colectores, y simularon una

atmósfera de metano, amoníaco, vapor de agua e

hidrógeno. En este experimento se obtuvieron

gran cantidad de los aminoácidos que forman las

proteínas naturales.

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La edad de la tierra es de unos 4,60 billones de años, y los vestigios de la vida más antiguos

que se conocen datan de hace unos 3,5 billones de años; de modo que la vida tuvo varios

cientos de millones de años para comenzar.

LAS FUENTES HIDROTERMALES Y EL ORIGEN DE LA VIDA

Surgieron diversas posibilidades sobre cuál habría sido el ambiente propicio para la

formación espontánea de polímeros (proteínas, ácidos nucléicos) a partir de monómeros

(aminoácidos, nucleótidos). Debería ser un ambiente protegido de las radiaciones UV y a una

temperatura adecuada. Para el investigador alemán Günter Wächterhäuser las fuentes

hidrotermales submarinas cumplían con estos requisitos. Al estar a más de 5.000 metros de

profundidad estaban protegidas de las letales radiaciones UV (ya que la radiación solar

ingresa hasta cierta profundidad); además eran ambientes alcalinos y fuertemente reductores

que favorecían la formación de polímeros.

Estas se encuentran a elevadísimas presiones, debido a la gran profundidad, y a altas

temperaturas, al estar asociadas con las chimeneas de volcanes submarinos. Además, en el

ambiente hidrotermal abundan las moléculas sencillas, como monóxido de carbono, dióxido

de carbono, sulfuro de hidrógeno y amoníaco, y otras moléculas como el cianuro de

hidrógeno, metano e incluso varios óxidos metálicos, todos necesarios para la síntesis de

aminoácidos y nucleótidos, y de los intermediarios energéticos, como el ATP

(adenosintrifosfato).

En la década de 1990 se descubrió en las chimeneas hidrotermales del océano Pacífico

oriental, que emanan a 380 ºC, la presencia de compuestos que cumplen este requisito de

centro catalizador. Desde la década de 1970, también se había logrado simular en el

laboratorio mezclas experimentales de polipéptidos a partir de aminoácidos a temperaturas

ubicadas por encima del punto de ebullición del agua en combinaciones adecuadas de

aminoácidos.

http://recursos.ort.edu.ar/static/archivos/destacados/330690

LA FORMACIÓN DE PROTEINOIDES: A partir de los aminoácidos se formaron

oligopéptidos (unión de unos pocos aminoácidos) y, a continuación, las grandes moléculas

orgánicas de los seres vivos, las proteínas, que se agruparon en estructuras denominadas

proteinoides. Se han sugerido tres posibilidades para explicar la formación de proteinoides,

de la más simple a la más compleja:

a) Después de calentadas y secadas por contacto con lavas volcánicas, las soluciones de

aminoácidos y polipéptidos se condensaron en glóbulos proteinoides (este postulado implica

que las proteínas son más primitivas que los ácidos nucleicos).

b) Los aminoácidos se polimerizaron sobre arcillas en las márgenes de lagunas para formar

estos compuestos proteinoides mientras los nucleótidos formaban simultáneamente

polinucleótidos estables.

c) Mezclados en el agua, con una pequeña cantidad de agentes de condensación, se

pudieron formar polipétidos y también polisacáridos, que luego formaron los proteinoides.

Son considerados el paso inicial hacia la formación de las células primitivas.

Las primitivas membranas: Los polímeros recién formados debían separarse de alguna

manera del medio externo. El próximo paso debió ser entonces el agrupamiento de los

proteinoides macromoleculares en conjuntos todavía mayores (aunque no necesariamente

vivientes), de un tamaño de 1 a 2 micrones de diámetro: los liposomas, los coacervados y las

microesferas.

Líposomas: son esferas de moléculas orgánicas rodeadas por una película de lípidos que

mantiene diferenciado el medio interno del externo. Se dividen formando otras esferas más

pequeñas.

Coacervados: son esferas de moléculas orgánicas con polipéptidos y polisacáridos

rodeadas de moléculas de agua, que puedan absorber selectivamente materiales del medio

externo (antecedente de membrana celular).

Microesferas: son esferas proteicas, selectivamente permeables y excitables, rodeadas de

agua, o bien formadas por pequeños volúmenes de agua encerrados en capas de

polipéptidos. En parte, también pudieron formarse bicapas lipídicas en soluciones acuosas, y

ésta podría ser también una condición alternativa para la formación de las primeras

membranas celulares

La capacidad de replicación: Pero los agregados macromoleculares no tienen vida. Y, a

pesar de la organización de los proteinoides y de la permeabilidad selectiva que ofrece la

formación de bicapas lipídicas en las microesferas, les faltaban sin duda la capacidad de

replicación, necesaria para la continuidad de la vida, y las enzimas (proteínas que aceleran y

posibilitan las reacciones químicas de los seres vivos).

http://www.vi.cl/foro/topic/8574-protobiontes/

TEORÍA ENDOSIMBIOTICA

Lynn Margulis una destacada bióloga estadounidense, considerada una de las principales

figuras del evolucionismo numerosos trabajos en el campo del evolucionismo destaca, por

describir un importante hito en la evolución, su teoría sobre la aparición de las células

eucariotas como consecuencia de la incorporación simbiótica de diversas células procariotas

(endosimbiosis seriada). Se dice endosimbiosis a la asociación en la cual un organismo

habita en el interior del otro.

http://dc166.4shared.com/doc/n8ysrN3R/preview_html_13db4639.jpg

Lynn Margulis, atraída por el mundo bacteriano en donde sólo era importante en su faceta

médica. Así intuye por primera vez su teoría, que se publicó, tras quince rechazos, en 1966

en el Journal of Theoretical Biology (firmando como Lynn Sagan). Siguió, no obstante,

documentándose hasta la publicación, también tras algún rechazo, de un libro.

Antes de esta publicación se creía que el origen de la célula eucariota era producto de un

cambio gradual en la disposición, comportamiento y naturaleza de las membranas celulares.

Básicamente lo que la Teoría de la Endosimbiosis Serial (SET) postula que las modernas

células eucarióticas descienden de células a las que se fusionaron bacterias por simbiosis

sucesivas, dotándolas de funciones nuevas y provechosas. Con la evolución, esa simbiosis

se convirtió en una integración de un organismo en otro y es así como ahora nuestras células

poseen mitocondrias responsables de la respiración celular y las células vegetales poseen

cloroplastos encargados de la fotosíntesis.

http://albums.photoonweb.com/j/jersonrodriguezg/album_de_la_celula/images/Teoria_endosimbiotica.jpg

¿En qué se sustenta la teoría Endosimbiótica?

Esta teoría se sustenta en que las células eucariotas iniciaron su evolución en forma de

organismos primitivos sin mitocondrias ni cloroplastos. Posteriormente, establecieron una

relación endosimbiótica con bacterias que consistía en lo siguiente: las bacterias recibían

protección y alimento mientras que ellas eran capaces de aportar moléculas de ATP y

moléculas con poder reductor obtenidas por su sistema de fosforilación, que luego de

sucesivas divisiones dio origen a la célula eucarionte.

Al observar a la mitocondria y cloroplasto, presentan grandes similitudes, tanto en forma

como en tamaño, con determinadas bacterias. Tanto es así, que parece probable que estos

orgánulos celulares fueran en otro tiempo organismos procariotas de vida libre que se

instalaron en el interior de las primitivas células eucariotas, estableciendo con ellas una

relación de simbiosis.

De cloroplastos y mitocondrias la célula obtiene energía y, además, de los cloroplastos

materia orgánica; por otra parte, los cloroplastos y mitocondrias se beneficiarían del

metabolismo celular y de las sustancias producidas por la célula: En la matriz de las

mitocondrias y el estroma de los cloroplastos, hay moléculas de ADN exclusivas de ellos;

este ADN no está asociado a histonas y presenta una estructura similar al de las bacterias. A

demás en el compartimento principal de estos orgánulos también hay ribosomas, diferentes a

los del citosol y muy similares a los de la bacteria E. coli, tanto en su estructura como en su

sensibilidad a determinados antibióticos.

4. EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS

Una vez que la vida surge sobre la Tierra, se nos plantea un nuevo interrogante: ¿cómo a

partir de una sola célula han podido aparecer todas las especies tan diferentes que existen

hoy día? Es evidente que la contestación a esta pregunta ha variado mucho de la época en

que se aceptaba la teoría de la generación espontánea a cuando esta teoría fue rechazada.

Hasta el s. XIX se pensó que los seres vivos eran inmutables y que habían existido siempre

de la misma manera, sin sufrir cambios, fijos, lo cual originó una corriente de ideas

agrupadas bajo el término FIJISMO. G. Cuvier (1769-1832), estudiando una gran cantidad

de fósiles dedujo que había especies que desaparecían, se extinguían, lo cual implicaba

cambios que contradecían al fijismo; como él era fijista, pensó que las especies aparecían

sobre la Tierra y se mantenían durante mucho tiempo sin sufrir ningún cambio hasta que se

producía una gran catástrofe que las hacía desaparecer, tras lo cual aparecían nuevas

especies que volvían a desaparecer en otra catástrofe y así sucesivamente, surgiendo una

variante de las ideas fijistas que constituyó el CATASTROFISMO.En la misma época, J.B. de

Lamarck (1744-1829) estudiando también fósiles llegó a deducciones completamente

opuestas al fijismo y que suscitaron gran controversia con Cuvier y la mayor parte de

naturalistas de la época; según Lamarck las especies actuales provenían de especies

primitivas, hoy extinguidas, que habrían sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva idea

recibió el nombre de EVOLUCIONISMO.

http://cienciasnaturalescristorey.files.wordpress.com/2011/11/charlesdarwin081.jpg?w=642

Para Lamarck estas transformaciones se debían a que cuando cambiaban las condiciones

ambientales, los seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor

(ADAPTACIÓN AL MEDIO) y luego esos caracteres se transmitían a sus descendientes,

apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la HERENCIA DE LOS CARACTERES

ADQUIRIDOS.

A finales de siglo, C. Darwin (1809-1882) y A. Wallace (1823-1913) mejoraron las ideas

lamarckistas, rechazando la herencia de los caracteres adquiridos e introduciendo los

conceptos de VARIABILIDAD DE LAS POBLACIONES y SELECCIÓN NATURAL, que son

algunas de las ideas más importantes del proceso evolutivo; la variabilidad nos explica que

en una población perteneciente a una especie determinada hay una gran variedad de

individuos diferentes, cada uno de los cuales se adapta de diferente manera a un ambiente

determinado, de tal forma que unos se adaptan mejor (viven mejor) que otros, y esto

repercute en la cantidad de descendientes que pueden tener, de forma que los que viven

mejor tienen más descendientes, es decir, son seleccionados por la naturaleza para vivir y

tener más hijos; esto lo podemos ver con el siguiente ejemplo:

Imaginemos que existe una especie de oso que tiene el pelo corto porque vive en un lugar

cálido; entre los individuos de pelo corto también los hay que tienen el pelo largo y por lo

tanto en ese medio cálido van a pasar mucho calor y van a estar en desventaja con respecto

a los de pelo corto. Ahora bien, imaginemos que se produce un cambio climático, la

temperatura se hace mucho más fría en cuestión de pocos años; este cambio ambiental va a

provocar la desaparición de los osos de pelo corto, que morirán de frío, mientras que los de

pelo largo que antes vivían mal se van a encontrar ahora con un ambiente al cual están

mejor adaptados; al desaparecer los de pelo corto y quedar los de pelo largo lo que ha

sucedido ha sido que los mejor adaptados a las nuevas condiciones han sido

"seleccionados" por la naturaleza para seguir viviendo y reproducirse. Este proceso que

permite prosperar a los mejor adaptados al tiempo que elimina a los inadaptados se llama

SELECCIÓN NATURAL.

http://mundo-animal.net/wp-content/uploads/images/31/osos-1.jpg

Para profundizar recordemos que el 27 de diciembre de 1831, Darwin se embarca en el HMS

Beagle desde Plymouth para dar una vuelta al mundo que duraría cinco años.

http://biblioteca.uam.es/psicologia/exposiciones/darwin/imagenes/pinzones.jpg

A finales de 1832 llegaron a las costas sudamericanas, anclando en el puerto del Salvador,

hoy Bahía. Darwin comenzó ahí sus colecciones de flora y fauna sudamericanas. La travesía

continuó a primeros de julio hacia la desembocadura del Río de la Plata. Se dirigieron

después hacia el noroeste, llegando al archipiélago de las Galápagos. La estancia de Darwin

en estas islas fue decisiva para apuntalar sus ideas acerca de la transformación de las

especies, que culminaría con la elaboración de su futura teoría evolucionista. Hizo

observaciones sobre 14 especies de pinzones que se encontraban en una pequeña zona de

las Islas Galápagos. Las

principales diferencias de

estos pinzones estaban en

sus picos, cada pico era

exactamente el apropiado

para los hábitos de

alimentación de la especie.

“En vista de esta gradación y

diversidad de estructura en un

grupo tan pequeño de pájaros

íntimamente relacionados,

uno puede conjeturar que de

una escasez original de

pájaros se tomó una especie y

se modificó para diferentes

fines” (Darwin, 1986, p.380).

http://biblioteca.uam.es/psicologia/exposiciones/darwin/imagenes/pinzones.jpg

http://necesitodetodos.org/author/admin/page/71/

La teoría evolutiva que se comenta en la obra de Darwin se concreta en los siguientes puntos

o postulados:

1. Las especies cambian continuamente, unas se originan y otras se

extinguen.

2. El proceso de la evolución es gradual, lento y continuo, sin saltos

discontinuos o cambios súbitos.

3. Los organismos parecidos se hallan emparentados y descienden de

un antepasado común.

4. Los cambios evolutivos tienen lugar mediante la “selección” de

individuos cuyas variaciones supongan una ventaja para la supervivencia y por tanto

una mejor oportunidad para tener descendencia. Según el vigoroso principio de la

herencia, toda variedad seleccionada tenderá a propagar su forma nueva y

modificada.

La selección natural, ayudada por otras fuerzas evolutivas tales como las MUTACIONES

genéticas, provocan cambios graduales en los individuos que terminan por dar lugar a la

aparición de nuevas especies, pudiendo desaparecer la especie de la que provienen

(recuerda por ejemplo que el Homo sapiens actual proviene del Homo antecessor que está

extinguido). Este proceso de transformación gradual de una especie en otra nueva recibe el

nombre de EVOLUCIÓN BIOLÓGICA o DARWINIANA. Darwin y Wallace se encontraron con

el problema de explicar por qué existía esa variedad de individuos y por qué había rasgos

que sí se heredaban, ya que cuando publicaron sus obras no se conocían aún los trabajos de

G. Mendel sobre la herencia de los caracteres.

NACE UNA NUEVA TEORÍA

Hacia 1940, los aportes de diversos científicos como Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr,

Julian Huxley y George Gaylord Simpson permitieron el nacimiento de una nueva teoría

evolutiva que reunía los conocimientos sobre los mecanismos de la evolución conocidos

hasta el momento. Por esta razón fue denominada TEORÍA SINTÉTICA DE LA

EVOLUCIÓN o NEODARWINISMO que es la idea de evolución darwiniana vista a la luz de

la genética, lo cual permite explicar que la variedad de individuos en una especie se debe a

que poseen diferente información genética, y por eso se pueden heredar ciertos caracteres,

ya que se transmiten a través de los genes de una generación a otra.

5. PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN

La teoría de la evolución se apoya en varias áreas de la ciencia para

demostrar sus evidencias entre ellas tenemos:

1. PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS: Las encontramos repartidas por todo el planeta, y

consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas,

que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por

ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas

condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas

provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que

pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que

eran diferentes a las de otros lugares.

Son ejemplos característicos de esto los pinzones de las islas Galápagos que fueron

estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no

voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los ñandúes sudamericanos, las avestruces

africanas, el pájaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el emú australianos o

el moa gigante de Nueva Zelanda (también extinguido).

2. PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS

El estudio de los fósiles nos da una idea muy directa de los cambios que sufrieron las

especies al transformarse unas en otras; existen muchas series de fósiles de plantas y

animales que nos permiten reconstruir cómo se fueron adaptando a las cambiantes

condiciones del medio, como las series de erizos de los acantilados ingleses, el paso de

reptiles a aves a través del Archaeopterix, o la evolución de los caballos para adaptarse a las

grandes praderas abiertas por las que corrían.

http://personales.csagustin.net/2010-11/4eso_b/grupo2/paleontologicas.png

3.PRUEBAS ANATÓMICAS

Quizá son las que más información nos pueden aportar, porque son el reflejo directo de las

adaptaciones al medio. En muchos seres vivos existen órganos atrofiados, no funcionales,

que aparecen en antepasados antiguos perfectamente funcionales, pero que con el

transcurso de las generaciones dejaron de ser

útiles; a estos órganos se les denomina

ÓRGANOS VESTIGIALES. Por otro lado, el

estudio de la anatomía de distintas especies

nos enseña que existen muchas que se

parecen mucho, ya que son especies

evolutivamente próximas, separadas por una

diferente adaptación a medios distintos, es

decir, que poseen órganos y estructuras

orgánicas muy parecidas anatómicamente ya

que tienen el mismo origen evolutivo, son lo

que denominamos ÓRGANOS HOMÓLOGOS,

como por ejemplo, la aleta de un delfín y el ala

de un murciélago, son órganos con la misma

estructura interna, pero uno es para nadar y

otro para volar.

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/566/html/Unidad01/imagenes/28.jpg

Al mismo tiempo, existen también

especies muy separadas

evolutivamente que se tienen que

adaptar al mismo medio, y por lo tanto

desarrollan estructuras similares, los

llamados ÓRGANOS ANÁLOGOS, que

son patrones anatómicos que han

tenido éxito en un medio concreto y por

eso varias especies lo imitan.

Estos órganos que desempeñan la misma función, pero tienen una constitución anatómica

diferente se llaman ÓRGANOS ANÁLOGOS, como el ala de un insecto y el ala de un ave

que ya hemos visto, y representan un fenómeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA,

por el cual los seres vivos repiten fórmulas y diseños que han tenido éxito.

Si los órganos desempeñan funciones distintas pero tienen la misma anatomía interna se

llaman ÓRGANOS HOMÓLOGOS, como son el ala de un ave o la aleta del delfín, y

representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la cual los seres vivos modelan sus

órganos según su modo de vida, el ambiente en que están, etc.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/evolucion/image/divergencia.jpg

4. PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

Relacionadas con las pruebas anatómicas, el

estudio de los embriones de los vertebrados

nos da una interesante visión del desarrollo

evolutivo de los grupos de animales, ya que las

primeras fases de ese desarrollo son iguales

para todos los vertebrados, siendo imposible

diferenciarlos entre sí; sólo al ir avanzando el

proceso cada grupo de vertebrados tendrá un

embrión diferente al del resto, siendo tanto más

parecidos cuanto más emparentadas estén las

especies. Esto es lo que Haeckel resumió

diciendo que la "ontogenia resume a la

filogenia".

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//500/566/html/Unidad01/imagenes/26.jpg

5. PRUEBAS BIOQUÍMICAS Y MOLECULARES

Por último, las pruebas más recientes y las que mayores posibilidades presentan, consisten

en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que

esas moléculas son tanto más parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre

sus poseedores, y al revés; esto se ha hecho sobre todo con proteínas (por ejemplo

proteínas de la sangre) y con el ADN. Con las modernas técnicas en biología molecular es

posible estudiar la evolución en el nivel más íntimo en que se produce: el DNA. En analogía a

las pruebas bioquímicas, existe una correlación entre las secuencias de nucleótidos de los

genes en especies emparentadas, la diversificación de la secuencia de aminoácidos es el

resultado de los cambios en las bases del DNA a través del tiempo.

Webgrafia:

http://elorigendelavida.jimdo.com/ http://www.monografias.com/trabajos88/origen-de-la-vida/origen-de-la-

vida.shtml#ixzz2s7hFxp5i

http://biblioteca.uam.es/psicologia/exposiciones/darwin/darwin_expo_obras.html