Teorias del origen y la evolucion de la vida

Biología Electivo, III medio

La apariencia primitiva de la TierraSegún la Teoría del big bang, la Tierra tiene 4600 millones de años. Su núcleo se formo con elementos pesados (Ni y Fe) y los mas livianos la envolvieron.

En un comienzo era inhóspita para casi todos los seres vivos de hoy;Se cree que la primera atmosfera, formada por He y H, no pudo resistir por la falta de unión entre las moléculas.La segunda atmosfera se formo con gases de erupciones volcánicas y termas. Tenia CO2, CO, vapor de H2O, H2,y N2

Es probable que tuviese amoniaco, metano y sulfuro de H, pero se duda su existencia pues los rayos UV debieron haberlas degradado.

Luego, con el enfriamiento de la Tierra, los gases se condensaron, formando las lluvias y primeras inundaciones.

La apariencia primitiva de la TierraEtapa 1: tormentas eléctricas, erupciones volcánicas, altas temperaturas. El sol era mas poderoso

Etapa 2: enfriamiento, condensación primeras lluvias y diluvios.

Evolución químicaExisten requisitos para la evolución de la vida:1.Ausencia de oxigeno libreEs reactivo y hubiese degradado las moléculas orgánicas (vivas)

2.EnergíaTormentas, rayos UV, erupciones volcánicas.

3.ElementosMinerales, iones, agua y gases

4.TiempoPara que las moléculas se unieran y reaccionaran

Teoría AbiogenésicaEsta teoría propuesta por Oparin y Haldane, no fue experimentada sino hasta 1950 por Urey y Miller.Hirviendo, mezclando con gases y condensando el agua reiteradas veces, lograron obtener aminoácidos (forman proteínas)Urey mas tarde, dijo que pudo obtener proteínas, pero Fox lo critico pues la polimerización (una proteína es un polímero) se logra con la deshidratación (obviamente, es imposible dentro del agua)

Fox repitió el experimento en arcilla y obtuvo polímeros. A estas “casi - proteínas” les llamo protenoides. Con los protenoides se han formado protobiontes o “casi - células”

Teoría AbiogenésicaExperimento de Urey y Miller. Usaron amoniaco y descargar eléctricas. Por esto no es aceptada la teoría: no se sabe si había amoniaco en la Tierra.

Estas son microsferas, un tipo de protobiontes coacervados (tienen membrana)

Fósiles de célulasEstudiando los protobiontes no bastaba para comprender como eran las células en sus orígenes.Sin embargo se han encontrado fósiles de células en rocas que datan 3500 millones de años de antigüedad, de las cuales, la mayoría son procariontes o procariotas (sin núcleo).Estos procariontes se han hallado en estromatolitos (foto derecha), que aun existen en manantiales y estanques

ARN : la primera molécula en evolucionar

El ADN esta formado por nucleótidos (azúcar y nitrógeno). Para alargar el ADN o ARN (ADN de una hebra que se convertira en una proteína) hay que hacer una cadena de nucleótidos, osea un polinucleotido (poli = muchos)

Se cree que el ARN evoluciono primero pues es catalizador (acelera un proceso) y colabora en la síntesis de proteínas.

Por ultimo, el ARN transfiere información desde el núcleo hacia fuera. Si bien el ADN es mas completo y estable, no es un catalizador como el ARN, ni puede “salir” del núcleo.

ARN : la primera molécula en evolucionar

El ARN (solo rojo) tiene una hebra y es catalizador

El metabolismo pudo haber surgido al revés

El Antes de explicar la teoría es necesario conocer los siguientes términosENZIMA: proteína que acelera una reacción química, simplificando las sustanciasEJEMPLO: La LACTASA descompone la lactosa en glucosa y galactosa (dos azucares simples)

METABOLISMO: reacciones físicas y químicas en una célula o un organismo y que permiten las actividades básicas, como crecer, reproducirse, responder a estímulos.

En 1945 Horowitz planteo la siguiente hipótesis, basándose en lo siguiente:1. Si el metabolismo se desarrolla paso a paso, reacción por reacción, entonces este pudo haber evolucionado también paso a paso y no de una sola vez Por ejemplo, la descomposición de la lactosa (enzimas en amarillo) lactosa lactasa glucosa y galactosagalactosa galactasa glucosa 2. Entonces, si el metabolismo descompone una sustancia compleja (que se puede descomponer) en otras más simples (que no se puede descomponer) , pudo haber sucedido que en las células primitivas, las enzimas sencillas mutaban en otras más complejas, “mejorando” el metabolismo de la célula, para que este sea capaz de trabajar con sustancias más complejas: glucosa (glucasa muta a galactasa) galactosa y glucosa (galactasa muta en lactasa) lactosa De esta manera, el metabolismo para evolucionar, tuvo que trabajar en sentido inverso.

El metabolismo pudo haber surgido al revés

la enzima helicasa divide las hebras

la enzima polimerasa III reconstruye la hebra

las proteínas de unión impiden que se vuelvan a unir

la enzima polimerasa I une los fragmentos de Ogazaki, etc.

El metabolismo pudo haber surgido al revés

Un ejemplo seria que la duplicación del ADN hubiese sido en sentido inverso, osea, la polimerasa I evoluciona a la III, etc

Nutrición de las primeras células y el O2

Lo mas probable es que la primeras células fueron:anaerobias (no requieren oxigeno)heterotróficas (no producen su propio alimento) y por ende, se alimentaron por medio de la fermentaciónLake, al comparar diferentes ARN, descubrió que la mayoría tiene por ancestro en común a un procarionte que sintetizaba azufre.Otra teoría indica que las primeras células eran fotosintetizadoras , que producían su alimento con los rayos UV y el hidrogeno que lo desdoblaban (sacaban) del agua.Al desdoblar el hidrogeno del agua, se soltaba el oxigeno. Este fue en aumento y esta podría ser la razón de el origen de los organismos aeróbicos (que necesitan oxigeno)

El Oxígeno y sus efectosEl aumento del oxigeno tuvo muchas consecuencias:-la aparición del ozono O3 en la atmosfera-esta atmosfera impidió la entrada de rayos UV-disminución de organismos anaerobios (que no requieren oxigeno) o bien, la evolución de estos-desarrollo de la respiración -los aerobios disponen de mas energía, volviéndolos mas aptos y dominantes

Teoría endosimbióticaEs probable que las primeras células fueron procariotas. Estas carecen de organelos. Una teoría plantea que estas procariotas se combinaron con otras, hasta parecerse a la células eucariotas (con núcleo) y luego estas se dividieron

En el caso de las células vegetales, estas debieron “comerse” a las bacterias fotosintetizadoras para formar cloroplastos.Las bacterias no se deshacían gracias a la membrana plasmática gruesa que tienen.

Teoría endosimbióticaOtro aspecto que apoya la teoría es que las mitocondrias y los cloroplastos tienen su propio ADN en sus cromosomas y ribosomas.además pueden autorreplicarse, independientementePor lo tanto, tienen una relación simbiótica, osea, los dos “socios” salen beneficiados de la relación.

Una relación simbiótica es la pez payaso-anemona. Mientras el pez payaso es protegido por la anemona, este la limpia de microorganismos.