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Segunda Escuela de Posgrado Iberoamericana de Astrobiología: del Big Bang a las Civilizaciones
Vida en el Universo
Antonio Lazcano AraujoFacultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de MéxicoMEXICO
Montevideo 2009
• El nacimiento de la ciencia moderna
• La ciencia como un componente de la cultura
• El desarrollo de una visión secular de la Naturaleza
La biografía y la obra de Galileo Galilei hablan de
Evolución del Sistema Solar Kant (1786)Laplace (1796)
Evolución biológica Lamarck (1809)Darwin (1859)
Evolución geológica Lyell (1830)
Termodinámica evolutiva Sadi Carnot (1824)Thomson (1851)
Origen y evolución de las lenguas Spencer (1857)
La poblaciones evolucionan (Malthus), los sistemas de producción evolucionan (Marx y Engels), origin y evolución de las religiones (Renan), etc.
Breve cronología de la idea de la evolución
Charles Darwin, on receipt of Dr. Hahn’s work, wrote to him: “… It seems to be very difficult to doubt that your photographs exhibit organic structure...” and furthermore: “... your discovery is certainly one of the most important”. Not content with the mere presentation of his work, Dr. Hahn visited the veteran zoologist and brought his preparations to him for inspection.
No sooner had Mr. Darwin peered through the microscope on one of the finest specimens when he started up from his seat and exclaimed: “Almighty God! what a wonderful discovery! Wonderful!” And after a pause of silent reflection he added: “Now reaches life down!” The latter remark no doubt refers to the proof furnished by Dr. Hahn’s discovery that organisms can reach our planet from celestial space. It is an acknowledgment of the relief Mr. Darwin must have felt in not being forced to a belief in a primeval “generatio equivoca”.
van Wyhe, 2009; Peretó, Bada & Lazcano, 2009
¿Cuándo apareció la vida en la Tierra?
3.54.04.5 3.0
registros fósilessuperficie terrestremuy caliente
La edad de la Tierra (en mil millones de años)
?
Origen heterótrofo de la vida
atmósfera reductora
síntesis de compuestos orgánicos yformación de la sopa primitiva
coacervados
heterótrofos primordiales
Algunas moléculas interestelares
H2 , OH, SiS, HCl, NaCl, KCl, CH, CH+, CN, CO, CS, C2
H2 O, H2 S, N2 H+, SO2 , HCO+, HCN, C2 H, C3 , C2 O, COS
NH3 , H2 CO, HNCO, H2 CS, C2 H2
SiH4 , HC3 N, H2 CN, CH4 , C5 , H2 C=C=O, HCOOH, HNCO
CH3 OH, CH3 CCN, HCONH2
CH3 COH, CH3 C2 H, CH3 NH2 , H2 CCHCN, HC5 N
HCOOCH3 , CH3 CH2 , (CH3 ) 2 O, HCN7 N
HC9 N, HC11 N
hidrocarburos aromáticos alcoholes (C1 -C4 )hidrocarburos alifáticos aldehídos (C2 -C4 )ácidos sulfónicos polioles (C2 -C4 )ácidos fosfónicos cetonas (C3 -C5 )
ácidos monocarboxílicos (C1 -C8 ) hidroxiácidos (C2 -C9 )ácidos dicarboxílicos (C2 -C5 ) aminas (C1 -C4 )aminoácidos diaminoácidos
piridinas ureaquinolinas purinaspolipirroles pirimidinas
Compuestos extraterrestres detectados en elmeteorito Murchison
C + 2H2 -> CH4
N2 + 3H2 -> NH3
O2 + 2H2 -> H2 O
S + H2 -> H2 S
CO2 + 6H2 -> CH4 + 2H2 O
El modelo de la atmósfera terrestre primitiva de Harold C. Urey
1953: Annus mirabilis
Watson & CrickModelo de la doble hélica del DNA
Sanger & ThompsonSecuenciación total de una proteína
S.L.Miller Síntesis prebiótica de compuestos orgánicos
1.Aminoácidos via la síntesis de Strecker
2. Purinas de la polimerización del HCN
3. Pirimidinas de cianoacetileno y urea
4. Azúcares de la polimerización del HCOH
Síntesis prebióticas eficientes
una variedad considerable de catalizadores(incluyendo oligopéptidos)
polímeros con secuencias de nucleobases
compuestos capaces de formar membranas
La evidencia experimental sugiere que antes del origen de la vida ya existían:
1. Almacenan información genética (como el DNA)
2. Catalizan reacciones químicas (como las proteínas)
Las moléculas de RNA
Durante las etapas tempranas de la evolución biológica el RNA jugó un papel más conspicuo en los procesos hereditarios y metabólicos
Woese (1967)
Orgel (1968) & Crick (1968)
RNA replicativo
RNA catalítico
La hipótesis del mundo del RNA
junto con aminoácidos, lípidos, azúcares, arcillas, cationes, metálicos, etc!
Rasmussen (2000) Nature 405:677
Walsh & Lowe (1985) Nature 314:530
MICROFOSILES (?) DE LA ERA ARQUEANA
Schopf (1993) Science 260:530
Westfall et al (2001) Precamb Res 106:93
Pyrococcus furiosus
Methanococcus jannaschii
Deinococcus radiodurans
Halobacterium halobium
Microbios resistentes (y realmente muy resistentes…)
¿Y lo que sigue para Marte?Año de lanzamiento
MROMRO
Mars ExpressCoop
Mars ExpressCoop
OdysseyOdyssey
MERMER
2013 2016 2018 & Beyond20112009operational
MAVENMAVEN
ESA/ExoMarsCooperation
ESA/ExoMarsCooperation
PhoenixPhoenix
Mars Science LabMars Science Lab
Lander Mission X Lander
Mission X
The Era of Mars Sample Return? The Era of Mars Sample Return?
Under Review
¿Porqué se piensa que puede haber vidaen otras partes del Universo?
1. La vida en la Tierra no es resultado de una casualidad o de un milagro, sino de un proceso evolutivo natural;
2. La vida surgió rápidamente en nuestro planeta;
3. Los extremófilos sugieren que la vida puede florecer en otros ambientes planetarios (uhm…);
4. Las moléculas orgánicas que precedieron la aparición de los primeros seres vivos están ampliamente distribuídas en el Universo; y
5. Las estrellas de tipo solar y los sistemas planetarios son extraordinariamente abundantes en la Vía Láctea.
life
tornadoes
milk
droplets
membrane
bilayers
liposomes
and
micelles
viruses
fire
formose
reaction
Junta de Gobierno
SELF-ORGANIZATION
REPLICATION
AUTOPOIESIS
cyanobacteria
prions
swarming
capsidassembly
NATURAL SELECTIONpopulations
ofRNA molecules