Biología Básica Origen de la vida

El origen de la vidaPrimeras teoríasLa humanidad siempre ha querido conocer cuál es su propio origen y el origen de la vida, planteándose así uno de los problemas más difíciles de contestar para la biología actual. Historiadamente se han dado varias explicaciones que han sido descartadas y algunas de ellas, como la panspermia aún se consideran en la actualidad.Las explicaciones que se han dado se establecen en las siguientes categorías:

El creacionismo La generación espontánea (autogénesis) El origen cósmico Origen quimiosintético

CreacionismoEl creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente. Hay diferentes visiones del creacionismo, pero dos escuelas principales sobresalen: el creacionismo religioso y el diseño inteligente.Tipos de creacionismoEl creacionismo religioso es la creencia que el universo y la vida en la tierra fueron cr eados por una deidad todopoderosa. Esta posición tiene un fundamento profundo en las escrituras, en la que se basan los pensamientos acerca de la historia del mundo. Dentro del campo creacionista se hallan los que creen en una tierra joven y los que creen en una tierra antigua.Creacionismo bíblico basado en la BibliaCreacionismo Islámico basado en el Qu-ranEl creacionismo aún es importante en muchas partes del mundo y ha dado lugar a una versión actualizada denominada el Diseño Inteligente.El Diseño Inteligente (DI) infiere que de las leyes naturales y mero azar no son adecuados para explicar el origen de todo fenómeno natural. No es dirigido por una doctrina religiosa, ni hace suposiciones de quién es el Creador es. El DI no usa textos

La generación espontáneaProfesora Norma Soriano Garibay CECyT No. 1 “Gonzalo Vázquez Vela” PAGE \* MERGEFORMAT7

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La teoría de la generación espontánea, también conocida como autogénesis es una antigua teoría biológica de abiogénesis que sostenía que podía surgir vida compleja, animal y vegetal, de forma espontánea a partir de la materia inerte. Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870.La generación espontánea antiguamente era una creencia profundamente arraigada descrita ya por Aristóteles. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente a partir de esos restos de materia orgánica se estableció como lugar común en la ciencia. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada.La autogénesis se sustentaba en procesos como la putrefacción. Es así que de un trozo de carne podían generarse larvas de mosca. Precisamente, esta premisa era como un fin de una observación superficial, ya que -según los defensores de esta corriente- no era posible que, sin que ningún organismo visible se acercara al trozo de carne aparecieran las larvas, a menos que sobre ésta actuara un principio vital generador de vida. El italiano Redi fue el primero en dudar de tal concepción y usó la experimentación para justificar su duda. El experimento consistió en poner carne en un tarro abierto y en otro cerrado también puso carne. Las cresas, que parecían nidos de huevos de moscas, se formaron en el tarro abierto, cuya carne se había descompuesto. El italiano dedujo que las cresas brotaban de los pequeñísimos huevos de las moscas.El francés Pasteur fue quien acabó con la teoría de la generación espontánea. Ideó un recipiente con cuello de cisne, es decir, doblado en forma de S. Puso en el receptáculo pan y agua; hizo hervir el agua, y esperó. El líquido permaneció estéril.

El origen cósmico (Panspermia)Panspermia, es la hipótesis que sugiere que la vida en la Tierra se originó por bacterias que existen diseminadas por todo el universo en algún momento durante un pasado remoto. El suceso que comprende la llegada de éstas semillas a nuestro planeta sumado a las condiciones apropiadas para el desarrollo de la vida tal y como la conocemos dieron como resultado “Los seres vivos”. El filósofo griego Anaxágoras, dio por sentada las ideas básicas de ésta creencia y en el año 1900 el químico sueco Svante August Arrhenius, usó la palabra panspermia para explicar el comienzo de la vida en la Tierra.Si bien la teoría de la Panspermia, no intenta explicar el “origen de la vida” en si mismo, sino que traslada ese problema a otro lugar cualquiera del Universo infinito, asegura claramente que no fue ni el Dios de ninguna de las religiones el responsables de la vida en éste Planeta.La panspermia era en principio considerada una noción prácticamente imposible por varias razones:Profesora Norma Soriano Garibay CECyT No. 1 “Gonzalo Vázquez Vela” PAGE \* MERGEFORMAT7

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Los microbios morirían en el espacio a causa de la radiación. Las células no pueden permanecer “útiles” durante millones de años, que es lo que

duraría un viaje interestelar. La entrada a través de la capa de la atmósfera, o el impacto con la tierra,

esterilizaría cualquier cosa. Hay insuficientes evidencias de que organismos complejos puedan componerse en

el espacio. Hay muy poca agua en otras lunas y planetas

Sin embargo, hoy todas esas cuestiones han sido rebatidas, y fuertes evidencias sobre la posible panspermia han sido notificadas.En Agosto de 1996, un equipo de la NASA advirtió de la presencia de bacterias fosilizadas en un meteorito llegado de Marte. Más tarde, el mismo grupo, encontró fósiles que fueron indiscutiblemente biológicos en otros meteoritos marcianos. Y en Octubre de 2000, microbios fosilizados fueron hallados en la colección de rocas recogidas durante un programa lunar de la Unión Soviética. Pero en un estudio anunciado en la Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar en Houston en Marzo de 2000, nueve meteoritos fueron examinados buscando contaminación con bacterias y aminoácidos terrestres y los nueve estaban contaminados.

Teoría de la evolución química y celular.Mantiene que la vida apareció, a partir de materia inerte, en un momento en el que las condiciones de la tierra eran muy distintas a las actuales y se divide en tres.

Evolución química o prebiótica. Evolución biológica.

La Tierra primigenia era muy diferente del planeta que ahora gozamos. Cuando la Tierra se formó hace 4500 millones de años, estaba muy caliente. Numerosos meteoritos se estrellaban en el planeta en formación, y la energía cinética de estas rocas extraterrestres se convertía en calor al producirse el impacto. Los átomos que se desintegraban desprendían aún más calor. La roca de la que se componía la Tierra se fundió, y los elementos más pesados, como el hierro y el níquel, se hundieron hacia el centro del planeta, donde siguen fundidos hasta el día de hoy. Poco a poco, la Tierra se enfrió y los elementos se combinaron para formar compuestos de muchos tipos. Prácticamente todo el oxígeno se combinó con hidrógeno para formar agua, con carbono para formar dióxido de carbono, o con elementos más pesados para formar minerales. Al cabo de millones de años la Tierra se enfrió lo suficiente para permitir la existencia de agua en forma líquida; debió de haber llovido durante miles de años mientras el vapor de agua se condensaba en la atmósfera cada vez más fría. Al caer en la superficie, el agua disolvió muchos minerales y formó un océano levemente salado. Los rayos de las tormentas, el calor de los volcanes y la intensa luz ultravioleta procedente del Sol, derramaban energía en los jóvenes mares.

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La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en 1924 el bioquímico ruso Alexander Oparin. Se basaba en el conocimiento de las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierr a hace 3.000 a 4.000 millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas orgánicas llama das prebióticas.Estas moléculas, cada vez más complejas, eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos nucleicos. Según Oparin, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo. Al concentrarse, continuaron evolucionando y diversificándose.

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Polimerización Fue el proceso químico mediante el cual, a partir de moléculas sencillas similares o idénticas, se sintetizaron polímeros bajo la acción de diversas fuentes de energía.

Aminoácidos(n)+energía= proteínas.Monosacáridos(n)+energía= polisacáridos. Nucleótidos(n)+energía= ácidos nucleicos.Reacciones de formación de compuestos más complejos:Bases nitrogenadas + azúcares + fosfato + energía = nucleótidos

Esta hipótesis inspiró las experiencias realizadas a principios de la década de 1950 por el estadounidense Stanley Miller, quien recreó en un balón de vidrio la supuesta atmósfera terrestre de hace unos 4.000 millones de años (es decir, una mezcla de CH4, NH3, H, H2S y vapor de agua). Sometió la mezcla a descargas eléctricas de 60.000 V que simulaban tormentas. Después de apenas una semana, Miller identificó en el balón varios compuestos orgánicos, en particular diversos aminoácidos, urea, ácido acético, formol, ácido cianhídrico y hasta azúcares, lípidos y alcoholes, moléculas complejas similares a aquellas cuya existencia había postulado Oparin.

Ver video: https://www.youtube.com/watch?v=w9kiP7knmdg#t=72

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CoacervaciónLos coacervados son agregados microscópicos de polímeros dispersos en agua, separados del medio circundante por una estructura parecida a las membranas celulares. No tienen vida. Pueden considerarse sistemas pre-biológicos, pues en ellos comienzan a manifestarse el intercambio con el medio ambiente; absorben sustancias y las incorporan a sus estructuras.

Origen y evolución de la célula primitivaSe supone que los coacervados y, posteriormente las células primitivas, se formaron en las costas de los mares primitivos, debido a la acción condensante y absorbente de los minerales arcillosos. La posible incorporación de ácidos nucleicos al coacervado permitió la manifestación de variaciones y la acción de la selección natural. Aquello que presentaban variaciones favorables, fueron seleccionados y dieron lugar a la célula primitiva. Este proceso debió ocurrir en diversos lugares de la Tierra, en todos aquellos en los que existieran las condiciones propicias. La presencia de O2 libre en la atmósfera permitió, por la acción de la selección natural, el surgimiento de la respiración aerobia de los organismos que presentaron variaciones favorables en relación con el medio ambiente. Bajo la acción de las radiaciones de alta energía procedentes del espacio cósmico, las moléculas de O2 se combinaron entres sí, formando el ozono o O3 y, con ello, se fue constituyendo alrededor del planeta una capa muy eficaz contra la penetración de las radiaciones de alta energía que podían dañar a los organismos. La estructura de esos sencillísimos organismos primitivos era ya mucha más perfecta que la de los coacervados, pero, a pesar de todo, era incomparablemente más simple que la de los seres vivos más sencillos de nuestros días.Fueron pasando años, siglos, milenios. La estructura de los seres vivos se iba haciendo más perfecta, se iba adaptando más y más a las condiciones en que se desarrollaba la vida. La organización de los seres vivos iba siendo cada vez mayor.

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Al principio solo se alimentaban de substancias orgánicas. Pero con el curso del tiempo esas substancias fueron escaseando, por lo que a los organismos primitivos no les quedó más remedio que sucumbir o desarrollar, en el proceso evolutivo la propiedad de construir de algún modo substancias orgánicas a base de los materiales proporcionados por la naturaleza inorgánica, a base del anhídrido carbónico y el agua.En el proceso gradual de la evolución lograron desarrollar la propiedad de absorber la energía de los rayos solares, de descomponer el anhídrido carbónico con ayuda de esa energía y de aprovechar el carbono así obtenido para formar en su cuerpo substancias orgánicas. De este modo surgirían las plantas más sencillas.Otros seres vivos conservaron su antiguo sistema de alimentación, pero ahora lo que les servía de alimento eran esas mismísimas algas, cuyas substancias orgánicas eran aprovechadas por ellas. Así fue cómo surgió en su forma primitiva el mundo de los animales.

A la fecha, los científicos han coincidido en la necesidad de que participen cuatro requisitos para que se dé la evolución química de la vida:Primero.- La vida sólo pudo haber evolucionado en ausencia del oxígeno libre. Como tal elemento es muy reactivo, su presencia en la atmósfera habría producido la degradación de las moléculas orgánicas. Sin embargo, la atmósfera de la Tierra tenía gran capacidad de reducción, por lo que el oxígeno libre habría formado óxidos con otros elementos.Segundo.- Otro requerimiento debió ser la energía. La Tierra era un lugar con gran cantidad de energía, tormentas violentas, volcanes e intensa radiación, incluso la radiación ultravioleta del Sol. Probablemente “aquel Sol” producía más radiación ultravioleta que el actual y la Tierra no poseía una capa protectora de ozono que bloqueara esta radiación.Tercero.- Los elementos químicos, constituyen las piezas necesarias para la evolución química. Estos elementos incluyen agua, minerales inorgánicos disueltos (presentes en forma de iones) y gases presentes en la atmósfera.Cuarto.- el tiempo como el último de los requisitos, tiempo para que las moléculas pudieran acomodarse y reaccionar entre si. La edad de la tierra nos proporciona el tiempo necesario para la evolución química.

Bibliografía Curtis, H; Barnes,  N. S. (2008). Biología. Buenos Aires, Argentina: Panamericana. Lomelí, R.G; Llaraza, R. R. (1996). Biología 2. México: Mac Graw Hill Téllez, V.L; Valenzuela, C. J. (2007). Biología I. México: Colegio de Bachilleres

Sonora.

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