TEMA 3. ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA
Materia para la
vida
Los seres vivos son muy diferentes entre si, pero todos tienen en común una organización interna, capacidad de reproducirse y necesidad de energía para sus funciones vitales.
El 98% de la materia viva es Carbono, Hidrógeno y Oxígeno. De los 90 elementos químicos presentes en la naturaleza, sólo unos 20 forman parte de los seres vivos, y no son los más abundantes:
Presentes mayormente como agua, disolvente donde ocurren la mayoría de las reacciones del metabolismo.
Puede formar cuatro enlaces y dar lugar a variadas moléculas de cadena muy larga, que formarán millones de compuestos con interesantes
propiedades químicas, como los esenciales para la vida: glúcidos,
lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. El nitrógeno también es un elemento fundamental, ya que con él se construyen las proteínas
El resto de los elementos se encuentran en los seres vivos en cantidades muy reducidas. A pesar de lo cual, son imprescindibles para la vida.
Energía para la
vida
Dependiendo de dónde obtienen la materia orgánica, los organismos se pueden clasificar en dos tipos: autótrofos y heterótrofos.
La vida necesita energía y la obtiene a partir de reacciones químicas en las que interviene materia orgánica, la cual se ha fabricado fundamentalmente en un proceso denominado fotosíntesis que realizan los vegetales, las algas y algunas bacterias.
Para que la materia orgánica sintetizada en la fotosíntesis (glúcidos) produzca la energía necesaria para la vida se realiza un proceso denominado respiración celular.
EL ORIGEN DE LA VIDA
¿De dónde procede el
carbono? ¿De dónde ha salido todo este carbono? Pues del interior de la Tierra, donde se acumuló cuando se formó el planeta. El dióxido de carbono que un volcán emite a la atmósfera, lo asimilan los SS.VV.
La nebulosa de la que se formó la Tierra y el resto del Sistema Solar no era especialmente rica en carbono. El Sol contiene, en proporción, treinta veces menos carbono que la biosfera terrestre. La vida es un fenómeno complejo, que requiere muchos y precisos equilibrios. Busquemos en el pasado de la Tierra para ver si podemos comprender cómo los sistemas vivos pudieron surgir en nuestro planeta.
¿De dónde procede el agua?
Durante el origen del Sistema Solar, el agua no pudo condensarse en órbitas cercanas al Sol, por las altas temperaturas. Por tanto, la hipótesis más aceptada es la que afirma que la trajeron asteroides cuyas órbitas están más allá de la de Marte.
En la protoatmósfera no había oxígeno y, por tanto, tampoco ozono O3 que protegiese la superficie del planeta de los mortíferos rayos ultravioletas, por lo que la vida tuvo que prosperar protegida bajo un gran espesor de agua. UN
ESCENA-RIO PARA LA VIDA
Un interior muy caliente
Lo que significa vulcanismo muy intenso, casi todo
submarino. Muchos organismos primitivos (bacterias y similares) viven en aguas muy cálidas ricas en minerales disueltos, sin necesidad de la energía solar. Una atmósfera
densa sin oxígeno en un planeta oceánico
El escenario sería un planeta oceánico con volcanes submarinos que aportaban la energía para la proliferación de bacterias quimiosintéticas que formaron ecosistemas donde aparecieron las primeras fotosintéticas (cianofíceas) que aportaron tanto oxígeno que al llegar a la alta
En A se introdujo una mezcla de amoniaco, hidrógeno y metano (composición de lo que se suponía era la atmósfera primitiva). Se sometió a descargas eléctricas producidas en B y en C se recogían las moléculas sintetizadas, aminoácidos entre otras, que son ya moléculas orgánicas y los ladrillos de las proteínas.
Hoy sabemos que probablemente nunca
hubo mucho metano (un gas muy inestable en la atmósfera de la Tierra). Así pues, el experimento de Miller no explica el origen de la vida, aunque demostró por primera vez que es posible sintetizar materia orgánica a partir de inorgánica.
El experimento de Miller
Hipótesis metabólica. Pequeñas
moléculas sencillas se aislaron del medio con una membrana, iniciando procesos químicos de complejidad creciente, hasta que la unidad se reprodujo.
Lo que se piensa hoy sobre el origen de la vida
¿CÓMO SE TRANSFORMÓ LA MATERIA
INERTE EN MATERIA VIVA?
Mundo ARN. Moléculas de ARN surgidas al
azar, capaces de replicarse mediante mutaciones, comenzaron la cadena de la evolución.
• Todavía no hay ninguna prueba de que exista vida fuera de la Tierra. • La panspermia no soluciona el problema: solo lo traslada de escenario.
Panspermia Defiende que las primeras formas de vida pudieron llegar del espacio. Puntos a favor
• En las nebulosas hay muchas moléculas que forman parte de los seres vivos.
• Los choques de otros cuerpos contra la Tierra están demostrados, Si el agua llegó a bordo de asteroides, ¿por qué no pudieron traer también bacterias como esporas? • Las carac. comunes de los ss.vv. indican que la vida comenzó con un patrón único Puntos
Se basan en que las mutaciones (cambios en los genes) suceden a un ritmo constante, por lo que podemos
averiguar su parentesco, y el momento de separación. De los 30 000 genes del ratón, 29 700 están también en el ser humano. Este 99 % común es prueba aplastante de que somos ramas un mismo árbol.
La pequeña muestra de fósiles conocidos (300.000 de quizá más de 2.000 millones de especies que ha habido) basta para plantear un gran árbol de la evolución de la biosfera, con todas las especies interrelacionadas.
LA EVOLUCIÓN Y SUS PRUEBAS
¿Cómo ha sido posible pasar del tímido origen de la vida hace 4000 millones de años a la increíble variedad actual? El concepto clave se conoce como evolución, y para apoyarlo existen una serie de pruebas:
Todas estas especies que pueblan el planeta (quizá 50 millones de los que conocemos sólo 2) proceden de antepasados comunes cuyos restos, fósiles, han quedado encerrados en rocas.
Pruebas biológi-cas
- Los huesos de las extremidades del murciélago (A), ballena (B) y ser humano CC) están formados por los mismos huesos, pero con proporciones y
funciones muy diferentes. Se trata de adaptaciones de la anatomía, del a antepasado común, a usos distintos.
- Todos los organismos vivos tienen el mismo sistema de transmisión de la información, el ADN, y comparten las mismas proteínas y reacciones químicas.
Pruebas paleonto-lógicas Pruebas molecu-lares
- Organos vestigiales: partes del cuerpo sin ninguna utilidad en la especie actual pero que indican antepasados de formas de vida muy diferentes.
COMO FUNCIONA LA EVOLUCIÓN
Una especie es un grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil. Pero, ¿cómo puede una especie evolucionar a otra?
Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) propuso que las especies variaban al adquirir nuevos
órganos para satisfacer nuevas necesidades o ansias de adaptación. Los caracteres adquiridos en vida serían heredables, (hoy sabemos que no). Ej. Cuello de las jirafas más largos por necesidad de llegar a hojas más altas en los árboles.
Charles Darwin (1809-1882) propuso como mecanismo para explicar la evolución la selección natural. Los individuos más resistentes serían los que más se reproducen y transmiten así sus
características a la descendencia (supervivencia de los más aptos). Tras muchas generaciones, la suma de cambios hará que la última generación sea tan distinta que formará otra especie.
TEO-RÍAS
EVO- LUTI-VAS
Lo que Darwin no comprendía era por qué aparecían individuos más resistentes que otros. Hoy llamamos genes a los factores determinantes de la herencia, y genética, a la ciencia que los estudia. Estos genes pueden variar por cambios (mutaciones) espontáneas y esa variabilidad es la materia prima sobre la que actúa la selección natural. El aporte de la genética al darwinismo se ha llamado
neodarwinismo o teoría sintética de la evolución.
1. Selección artificial. El ser humano selecciona las vacas con las ubres más grandes para que produzcan más leche.
2. Tras generaciones habrá en la granja vacas de ubres grandes campeonas en producción de leche.
3. Cae la demanda de leche. Se abandonan las vacas en el monte, que deberán correr para huir de sus depredadores. A la larga solo los ejemplares que logren adaptarse a estas condiciones de vida - los de menor ubre, que escapan mejor de los depredadores- lograrán sobrevivir y dejar
descendencia. Esto es la selección natural.
4. Tras muchas generaciones, el aspecto de las vacas será semejante al de las vacas originales (con ubres más pequeñas).
EL ORIGEN DEL SER HUMANO
Hace 4 millones de años ya había seres bípedos: los primeros Australopithecus, que se extendieron
rápidamente por toda Africa.
En la selva africana vivían hace 8 m.a. grupos de primates, antecesores de la familia homínidos, a la que pertenecemos los humanos. La fragmentación de África produjo un cambio climático y convirtió la selva en sabana, lo impulsó a algunos de estos animales a modificar sus hábitos: para recoger alimento en el nuevo paisaje abierto, la postura bípeda tiene ventajas sobre la cuadrúpeda.
