ORIGEN DE LA VIDA

EVOLUCIÓN

ORIGEN DE LA VIDA

• PRIMERAS TEORÍAS:– Creacionismo– Generación espontánea– Pasteur refuta la generación espontánea– Panspermia.

Creacionismo

• Conjunto de creencias, inspirada en doctrinas religiosas, según la cual la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o varios seres divinos. Durante mucho tiempo en occidente se aceptaron de forma literal los relatos del Génesis.

• Actualmente el creacionismo y el pensamiento antievolucionista está representado por el diseño inteligente.

Generación espontánea

• Es una antigua teoría biológica de abiogénesis, que sostenía que podía surgir vida animal y vegetal (vida compleja) de forma espontánea, a partir de la materia inerte. Teoría descrita ya por Aristóteles.

• Francesco Redi, un médico italiano, realizó un experimento concluyendo que las larvas (gusanos) se originaban de las moscas y no por generación espontánea de la carne en descomposición.

• Spallanzani demostró que no existe la generación espontánea de la vida con el diseño de diferentes experimentos. Aunque persistía la duda sobre los microorganismos

Pasteur y la generación espontánea• En la segunda mitad del siglo XIX, Luis Pasteur realizó una

serie de experimentos que probaron definitivamente que también los microbios se originaban a partir de otros microorganismos.

• En sus experimentos utilizó matraces de cuello de cisne. (tienen los cuellos muy alargados que se van haciendo cada vez más finos, terminando en una apertura pequeña, y tienen forma de S). En cada uno de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo hervir para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo. La forma de S era para que el aire pudiera entrar y sin embargo que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo.

• Pasado un tiempo observó que ninguno de los caldos presentaba señal alguna de la presencia de algún microorganismo.

Panspermia. Origen extraterrestrePanspermia (del griego [pan, todo] y [sperma, semilla]) es la hipótesis que sugiere que las Bacterias o la esencia de la vida prevalecen diseminadas por todo el universo y que la vida comenzó en la Tierra gracias a la llegada de tales semillas a nuestro planeta (cometas, meteoritos, etc.)

Las semillas que llegan a la tierra pueden ser: a) Esporas bacterianas o de otros microorganismos. b) Componentes básicos de la materia viva

(glúcidos, lípidos como ácidos grasos, aminoácidos o proteínas o ácidos nucleicos o nucleótidos).

ORIGEN DE LA VIDA

• TEORÍAS MODERNAS:– Evolución química de la vida.– Génesis mineral.– Las fuentes hidrotermales– El mundo ARN.

Origen de la vida. EtapasEvolución química de la vida

• PRIMERA ETAPA: La naturaleza de la Tierra Primitiva

• SEGUNDA ETAPA: Formación de compuestos orgánicos simples

• TERCERA ETAPA: El origen de compuestos complejos (polimerización).

• CUARTA ETAPA: El origen de sistemas metabólicamente activos y reproductivos.

• QUINTA ETAPA: El origen de la primera célula viviente.

• SEXTA ETAPA: Evolución y biodiversidad

La naturaleza de la Tierra Primitiva

La atmósfera terrestre primitiva tenía carácter reductor, ya que carecía de oxígeno libre. Probablemente estuviera compuesta por: Metano (CH4), amoniaco (NH3), vapor de agua (H2O) , dióxido de carbono (CO4), sulfuro de hidrógeno (HS2), etc. (predominaban los gases volcánicos)

Evolución química. Oparin

• En 1924 Oparin propuso que los compuestos químicos que existían en la atmósfera primitiva sirvieron de materia prima para la síntesis de compuestos orgánicos más simples de los seres vivos.– En primer lugar se formarían moléculas orgánicas sencillas, a

partir de las descargas eléctricas de las tormentas, los átomos y moléculas sencillas reaccionarían para formar moléculas orgánicas.

– Estas primeras moléculas orgánicas sencillas se combinarían para formar moléculas más complejas que se irían acumulando en los océanos formando “el caldo primordial”.

– Algunos compuestos de esta “sopa” se unieron formando esferas huecas, los coacervados. En su interior podría haber ácidos nucléicos que harían copias de sí mismos, originando las primeras células.

Experimento de Miller

• La hipótesis de Oparin, sobre la síntesis prebiótica, recibió un fuerte apoyo, en 1953, gracias al experimento realizado por Stanley Miller.

• Reprodujo en el laboratorio las condiciones iniciales de la Tierra primitiva y consiguió obtener compuestos orgánicos sencillos (aminoácidos).

El origen de compuestos complejos

• Los ladrillos de la vida, las moléculas orgánicas sencillas reaccionarían entre sí por polimerización y formarían las moléculas orgánicas complejas (proteínas, polisacáridos, lípidos, Ácidos nucleicos, etc.). Se formarían los polímeros de interés biológico.

El origen de sistemas metabólicamente activos y reproductivos

Las diferentes polímeros y moléculas quedarían englobadas en unas microestucturas donde desarrollaron complejos procesos capaces de intercambiar energía (metabolismo) y de autorreproducirse, que darían finalmente a las primitivas células (El origen de la primera célula viviente) y a la evolución biológica que aún persiste.

Génesis mineral

• Se piensa que la polimerización tuvo que tener lugar en la superficie de minerales como la arcilla.

• También se piensa actualmente que la mica, es el mineral responsable de la primera etapas de la evolución química de la vida.

Las fuentes hidrotermalesEn las dorsales, se relacionan con fuentes hidrotermales donde se alcanzan temperaturas de 350 º C y el agua está cargada de numerosas sustancias, entre ellas sulfuro de hidrógeno y otros compuestos de azufre, etc. Alrededor de estas fuentes abunda la vida y proliferan unas bacterias quimiosintéticas que extraen su energía de los compuestos azufrados del agua y que, de este modo, reemplazan a los organismos fotosintéticos, que toman la energía de la luz solar (además, estas bacterias no pueden vivir en medios con oxígeno). Las condiciones de vida que reinan en la proximidad de estas fuentes recuerdan bastante a las comunes hace 3.500 millones de años. Por eso algunos investigadores defienden la idea de que la vida apareció en el fondo oceánico, cerca de estas fuentes hidrotermales, y no en la superficie, en las charcas litorales expuestas a luz solar intensa.

El mundo ARN

Se cree que el ARN es la primera biomolécula o polímero que aparece en la evolución de la vida con capacidad de archivar y catalizar y que posteriormente sería sustituido por el ADN (polímero de desoxirribonucleótidos) en la función de almacenar al información hereditaria

Evolución y biodiversidadFuese cual fuese el lugar en que surgió la vida, es seguro que los primeros seres vivos eran bacterias (Procariotas) anaerobias, es decir, capaces de vivir en ausencia de oxígeno, pues este gas todavía no se encontraba en la atmósfera primitiva. De inmediato comenzó la evolución y la aparición de bacterias capaces de realizar la fotosíntesis. Esta nueva función permitía a tales bacterias fijar el dióxido de carbono abundante en la atmósfera y liberar oxígeno. Pero éste no se quedaba en la atmósfera, pues era absorbido por las rocas ricas en hierro. Hace 2.000 millones de años, cuando se oxidó todo el hierro de las rocas, el oxígeno pudo empezar a acumularse en la atmósfera (ozono). Organismos heterótrofos aerobios, respiración celular, células eucariotas (teoría endosimbionte), etc., etc.

Teoría endosimbiótica

• La teoría endosimbiótica describe el paso de las células procariotas (bacterias o arqueas, no nucleadas) a las células eucariotas (células nucleadas constituyentes de todos los pluricelulares) mediante incorporaciones simbiogenéticas.

• Fue propuesta por Lyn Margulis en 1967.• Margulis describe este paso en una serie de tres

incorporaciones mediante las cuales, por la unión simbiogenética de bacterias, se originaron las células eucariotas que conforman a todos los organismos.

Modelos quiméricos del origen de Eukarya. Arriba: 1-Fusión, 2-Simbiosis, 3-Ingestión y endosimbiosis. Abajo: Teoría de la endosimbiosis serie: 4-Fusión de una arquea y una espiroqueta, 5-Adquisición de mitocondrias.6-Adquisición de cloroplastos.