diversidad y clasificacion de los seres vivos

DIVERSIDAD Y CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS

¿cómo apareció?


El origen de la vida


El origen de la vidaAlgunas de las grandes preguntas que se ha hecho la humanidad a lo largo de su historia han sido:¿Quiénes somos? Y por supuesto

¿de dónde venimos?


Ordenemos nuestras ideas

•¿Cuándo tuvo lugar su origen?

•¿Cuántas teorías existen sobre el tema?

•¿Dónde y cómo?


Demos las primeras respuestas

•¿Cuándo tuvo lugar?

La Tierra se formó como el resto de sistema solar hace 4500 millones de años.

Los primeros indicios de vida datan de 3800 millones de años.

¿Qué es lo que ocurrió en esos 700 millones de años?


Demos las primeras respuestas

•¿Dónde y cómo tuvo lugar?

•¿Cuántas teorías hay?

Las teorías sobre el origen de la vida han variado muchísimo a lo largo de la historia, acompañadas de un cambio en la mentalidad y en la experimentación.


Primeras teorías: creacionismoHasta el s.XVII todo quedaba claro; la vida apareció por obra de Dios a través de la Creación.


Primeras teorías: creacionismo y generación espontánea

Sin embargo, pronto se observó que ciertos seres pequeños como hongos, gusanos e incluso ratones aparecían de la nada a partir del barro, las heces o materia en descomposición. Los primeros filósofos cristianos hablaron entonces de la “Generación espontánea”


Primeras teorías: generación espontánea y vitalismo

En 1648, Jean Baptiste van Helmont se atrevió incluso a escribir una receta donde se podían generar ratones a partir de una ropa sudada y varios granos de cereal.

El sol, el oxígeno, la luz de la luna y de las estrellas eran consideradas fuerzas que generaban el “impulso vital” para generar la vida. Surge de esta manera “EL VITALISMO” (s.XVI)


Primeras teorías: biogénesis Vs generación espontánea

A mediados del s.XVII Francesco Redi, un médico italiano realizó un experimento prometedor para desechar la G.E. y demostrar el principio fundamental de los defensores de la biogénesis: Omne vivium ex vivo (“la vida nace de la vida”) Aferrándose a que se creía que las moscas nacían de la carne podrida, puso dos trozos de carne en dos frascos de cristal, uno abierto y otro cerrado con una gasa. Mientras las moscas no tocaran la carne no crecían larvas desmintiendo así la generación espontánea.

Los defensores de la G.E. le recriminaron que a pesar de no salir larvas la carne se pudrió debido a gérmenes y éstos debieron aparecer por generación espontánea.



Un siglo más tarde (mediados del s.XVIII) otro italiano Lázaro de Spallanzani realizó un nuevo experimento con el mismo fin.

Puso a hervir 2 recipientes con caldo de carne de manera que mató todos los gérmenes; uno de ellos se cerró herméticamente sellando el cristal y el otro permaneció abierto y expuesto al exterior; sólo en éste segundo aparecieron gérmenes al cavo de unos días.

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Spallanzani.jpg



Un siglo más tarde (mediados del s.XVIII) otro italiano Lázaro de Spallanzani realizó un nuevo experimento con el mismo fin.

Puso a hervir 2 recipientes con caldo de carne de manera que mató todos los gérmenes; uno de ellos se cerró herméticamente sellando el cristal y el otro permaneció abierto y expuesto al exterior; sólo en éste segundo aparecieron gérmenes al cavo de unos días.

Los defensores de la G.E. le recriminaron que al cerrar herméticamente el frascco, no podía entrar el aire que era una fuerza vital para la aparición espontánea de vida

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Spallanzani.jpg



Se tuvo que esperar un siglo más y por fin en 1864, Louis Pasteur zanjó esta discusión de 300 años con su experimento con los famosos recipientes con cuello de cisne.



De manera parecida a como lo hizo Spallanzani, Pasteur hirvió caldo en 2 recipientes diferentes, el primero se dejó abierto expuesto al exterior y el segundo poseía un cuello de cisne con un sifón que la hervir el caldo y posteriormente condensar en el interior del sifón, éste quedaba lleno de agua permitiendo la entrada de aire al interior del recipiente pero no a los gérmenes. Sólo en el primer frasco aparecieron gérmenes al cavo de varios días.


Nuevas teorías: Charles Darwin y la Teoría de la Evolución

Darwin escribió en su último párrafo de “El origen de las especies” que el Creador inspiró vida originalmente a algunas formas o a una de ellas. Entró entonces la evolución: "A partir de un comienzo tan elemental se fueron produciendo ilimitadamente formas más bellas y maravillosas, que siguen evolucionando."


Nuevas teorías: Charles Darwin y la Teoría de la Evolución

En correspondencia privada, sin embargo, apuntó la posibilidad de que la vida surgiera de un proceso químico, "en una pequeña charca caliente, en presencia de todo tipo de sales de amonio y de ácido fosfórico, de luz, calor, electricidad, etc".


Composición Química de los seres vivos

Para poder entender la importancia de las siguientes teorías (síntesis abiogénica y demás) es necesario entender aquellas características comunes a cualquier ser vivo desde:

Una bacteria

Una planta

Un animal

Un hongo

Un Protozoo



Seres tan diferentes como los anteriores poseen innumerables cosas en común pero cabría destacar 3 de ellas:1.La primera de las semejanzas manifiestas entre los seres vivos actuales es su identidad molecular. Todos los seres vivos comparten varios tipos de moléculas orgánicas (ricas en carbono): azúcares,

lípidos, ácidos nucleicos y proteínas (formadas por 20 aminoácidos).



2. El segundo aspecto común es la identidad funcional, esto es, a nivel metabólico. Ciertos procesos metabólicos, como aquellos destinados a obtener energía útil a partir de compuestos, se presentan de forma constante en una amplia gama de organismos, desde el más simple al más complejo.



3. El ancestro común debía poseer así mismo información genética, esto es, instrucciones hereditarias sobre cómo operar y reproducirse.Debía contar también con algún modo de replicarse y ejecutar dichas instrucciones, pues de lo contrario no habría dejado descendientes.


Teorías s.XX: Hipótesis de Oparín y Haldane

En los años 20 del s. XX, el bioquímico ruso Oparín y el biólogo inglés Haldane, publicaron sendos libros con el mismo título: “El origen de la vida”, en el que postularon de manera independiente que la vida se había originado en la Tierra tras un período inconcebiblemente largo (unos 700-800 millones de años) de “evolución molecular abiogénica”.

H2O + CH4 + H2 + NH4

Azúcares + aminoácidos

Gases de una atmósfera primitiva procedente de las erupciones volcánicas

Compuestos orgánicos propios de los seres vivosFuentes de energía: uv,

descargas eléctricas


N. teorías: Experimento de Miller. Teoría síntesis primigenia

En 1953, Stanley Miller realizó un sencillo experimento en el que simuló los efectos de las tormentas luminosas en la atmósfera primitiva, sometiendo a descargas eléctricas a una mezcla gaseosa de metano, hidrógeno, amoníaco y agua (la mezcla de Oparín y Haldane).



Tras una semana, observó que el 15 % del carbono que originalmente había en la mezcla se había convertido en compuestos orgánicos que fueron recogidos en un matraz con agua (el océano primitivo o caldo primigenio), había aminoácidos, urea y varios ácidos grasos simples.



Tras una semana, observó que el 15 % del carbono que originalmente había en la mezcla se había convertido en compuestos orgánicos que fueron recogidos en un matraz con agua (el océano primitivo o caldo primigenio), había aminoácidos, urea y varios ácidos grasos simples.


Exp. de Juan Oró (Español). Teoría síntesis primigenia

•En 1961, Juan Oró en un experimento parecido mezcló cianuro de hidrógeno con amoníaco en una solución acuosa y encontró que se formaban aminoácidos. Se encontró con otro descubrimiento inesperado; también se formó adenina, una de las cuatro bases nitrogenadas presentes en el ARN y el ADN, es también un componente del trifosfato de adenosina (ATP), hoy la principal molécula suministradora de energía de la bioquímica.

•Estudios posteriores establecieron que las restantes bases de los ácidos nucleicos podían obtenerse de reacciones con otra serie de compuestos presentasen una atmósfera prebiótica.


Exp. de Juan Oró (Español). Teoría síntesis primigenia

•En definitiva, todos estos experimentos parecían indicar que, bajo presumibles condiciones prebióticas, se pudo contar en la Tierra primitiva con todas las “piezas moleculares” para la formación de las primeras células.


Nuevas teorías: Teoría síntesis primigenia

De esta manera, hoy en día se admite que durante un período de centenares de millones de años, se produjeron estas reacciones prebióticas, almacenándose los compuestos orgánicos en los océanos primitivos formando “caldo prebiótico”, o como lo denominó Haldane “sopa caliente y diluída”.


Nuevas teorías: aparición de las primeras células

La síntesis abiótica de compuestos orgánicos queda demostrada, pero la forma en la que estos compuestos se pudieron asociar entre sí de forma ordenada hasta generar un organismo vivo es bastante difícil (seguramente imposible) de demostrar.

Sin embargo, una serie de experiencias y una serie de pequeños descubrimientos han llevado a generar múltiples hipótesis; bajo mi opinión, la más factible es “el mundo del ARN”



Las moléculas de ARN poseen una serie de propiedades que favorecen su candidatura para ser los primeros sistemas autoreplicantes:

•La síntesis abiótica de sus piezas fundamentales (nucleótidos) es fácil

•Existen ciertas secuencias de ARN capaces de generar réplicas de sí mismos (capacidad autoreplicante).

•Existen secuencias de ARN capaces de unir aminoácidos entre sí (piezas fundamentales de las proteínas) y formar pequeñas proteínas.



La teoría del mundo del ARN sostiene que durante un largo periodo de tiempo, pequeñas moléculas de ARN con capacidad autoreplicante generadas (las llamaremos replicones) al azar empezaron replicarse y extenderse por el “caldo prebiótico”.



Cuando las piezas fundamentales para la copia (nucleótidos) empezaron a escasear, comenzó una competición y una selección natural molecular que eliminaría aquellas secuencias que tardaban mucho en copiarse, que eran poco estables, que se copiaban mal y que su fiabilidad de copia no les daba unos cambios mínimos como para evolucionar, y hacerse mejores “replicones”.



Algunos replicones pudieron asociarse a proteínas que también se formaban al azar (se ha demostrado en laboratorio), de modo que dicha asociación suponía una ventaja para el replicón pues optimizaba alguna de las variables que hacía progresar a dicho replicón.



Algunas de estas asociaciones ARN-proteína pudo aislarse del ambiente al quedar ambas moléculas encerradas en el interior de una vesícula a modo de una membrana, de modo que dicha proteína no ayudase a replicones competidores.

(Los ácidos grasos que forman las membranas celulares eran abundantes en el caldo prebiótico como de demostró en los ensayos de Miller).



Los seres vivos actuales poseen ADN en vez de ARN como molécula portadora de la información genética pero el paso de una a otra es fácil de entender a través de una serie de enzimas presentes en retrovirus capaces de realizar dicha transformación.

De esta manera, aquellos replicones que pudieron aislarse del ambiente hostil de competencia molecular del caldo prebiótico pudieron perdurar en el tiempo haciéndose mayoritarios y su falta de copia exacta generó pequeños cambios, algunos de los cuales mejoraron al replicón hasta transformarse en un ser vivo .


Los seres primeros seres vivos aparecen en la Tierra desde hace 3800 m.a La evolución y diversificación de los seres vivos ha dado lugar a una biodiversidad de unos 1,8 millones de especies diferentes aunque su número se estima ser mucho mayor y crece por los nuevos avances pero también decrece como consecuencia de la intervención humana.

0. La diversidad de los seres vivos:


Se define como diversidad al conjunto de todos los seres vivos que habitan en el planeta.El concepto de diversidad es aún más amplio y comprende:

•Número de especies

•Número de variedades genéticas (ej. Variedades vegetales)

•Número de ecosistemas.

0. La diversidad de los seres vivos:


1. Clasificación de los seres vivos:


Debido al gran número de especies ha sido necesario un sistema de clasificación y nomenclatura (dar nombres). La disciplina que se encarga de ambas cosa es la Taxonomía.

Los seres vivos se clasifican en el seno de una serie de grupos organizados jerárquicamente denominados taxones.

El taxón fundamental es la especie definida como el conjunto de individuos con características morfológicas y fisiológicas semejantes que proceden de una misma ascendencia y que se reproducen entre sí dando lugar a una descendencia fértil.



El artífice del sistema de clasificación actual de debe gracias a Carl von Linneo en el s.XVIII tras publicar su obra Systema Naturae.



En la nomenclatura de Linneo (nomenclatura binomial), los nombres de la especies están descritos por dos palabras latinizadas; la primera pertenece al género y la segunda a la especie. Quercus rotundifolia Amanita phalloides Panthera leo

Escherichi coli Thermotoga maritima Euglena gracilis



El sistema de clasificación ordena a los seres vivos en base a unas características, de modo que, cuanto más pequeño es el taxón, las similitudes entre los organismos de dicho taxón son mayores pero a su vez, estará representado por menor número de especies diferentes.


“Ejemplo de las estanterías”




1.1. Clasificación y filogenia:¿Qué características tomamos para clasificar a los seres vivos?Si se toman criterios muy artificiales se puede caer en el error (como los sistemas de clasificación antiguos) de meter en el mismo grupo organismos muy diferentes y nada relacionados entre sí.Ejemplo: si un carácter para la clasificación fuese la presencia de alas, deberíamos meter en dicho grupo seres tan diferentes como una mosca, un loro y un murciélago cuando estos seres vivos no se parecen en nada.

El criterio más correcto es el de agrupar a los seres vivos en base a su historia evolutiva común, es decir, en base a sus relaciones de afinidad y parentesco.

La filogenia es la disciplina encargada de buscar y encontrar dicha historia evolutiva y establecer dichas relaciones. Ahora es imposible meter en el mismo grupo a aves y murciélagos pues han seguido caminos evolutivos diferentes.


Las relaciones evolutivas entre los diferentes grupos de seres vivos quedan reflejados en los árboles filogenéticos. “Cuanto más cerca se encuentren las dos ramas que representan dos grupos de seres vivos, más se parecen dichos seres.


Las relaciones evolutivas entre los diferentes grupos de seres vivos quedan reflejados en los árboles filogenéticos. “Cuanto más cerca se encuentren las dos ramas que representan dos grupos de seres vivos, más se parecen dichos seres”.


Las nuevas técnicas moleculares permiten conocer fielmente las relaciones evolutivas pues, cuanto mayor es la afinidad entre dos grupos, menores son los cambios en las secuencias de ADN o en la secuencia de aminoácidos de un proteína en común. La comparación de secuencias de ADN ha dado lugar actualmente a un nuevo esquema de clasificación con 3 DOMINIOS.

1.1. Clasificación y filogenia:

¿cómo apareció?


Ejercicio: esquema de llaves con los principales grupos de seres vivos más 1 ó 2 caracteres diagnósticos. (A3)


Video oficial del Año Internacional de la Diversidad Biológica 2010

Página oficial: “2010 año internacional de la diversidad biológica”

Video sobre diversidad y cambio climático

http://www.youtube.com/watch?v=JHY4u9lBGDg

http://www.cbd.int/2010/welcome/

http://www.youtube.com/watch?v=Q_NGN58DNyU

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