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historia evolutiva de la vida Document Transcript

  • 1. Deber de biología<br />Nombre: Nathali Soledad Luna A.<br />Curso: 3ro ciencias “B”<br />Historia evolutiva de la vida<br />Los científicos piensan que la vida en la Tierra apareció hace unos 3.500 millones de años en el seno de los océanos.<br /> Los primeros seres vivos de los que se poseen restos fósiles son las bacterias y las algas cianofíceas. Por evolución de las cianofíceas se cree que surgieron las algas flageladas, de gran importancia en la historia evolutiva, ya que probablemente a partir de ellas surgieron los protoctistas, las metafitas o reino vegetal y los metazoos o reino animal.<br /> Hace aproximadamente 1.000 millones de años aparecieron los primeros organismos pluricelulares: los hongos y las algas. Su organización era talofílica, es decir, estaban constituidos por células sin diferenciar que no formaban tejidos.<br /> A partir de las algas verdes se cree que surgieron los vegetales, que comenzaron la colonización de la tierra firme. Estos vegetales, seguramente pluricelulares, poseían ya tejidos rudimentarios tales como la epidermis, que impedía la pérdida de agua en el medio aéreo. La epidermis es el tejido más externo de los vegetales, protege a los organismos de las variaciones del medio externo. Tiene la misma función que la piel de los animales. Estas plantas, al ir evolucionando, desarrollaron órganos especializados, como las raíces, tallos y hojas, para realizar sus funciones.<br /> Finalmente aparecieron las espermafitas o plantas con flores, con unos nuevos órganos reproductores llamados flores.<br />Condiciones primitivas de la tierra<br />A pesar de que nunca se sabrá con certeza... las condiciones de la tierra primitiva, distaban mucho de las actuales.  Astrofísicos y geólogos calculan la edad de la tierra en 4600 millones de años.La atmósfera primitiva contenía:<br /> Dióxido de Carbono (CO2) Monóxido de Carbono (CO) Vapor de Agua (H2O) Hidrógeno (H) Nitrógeno (N2)<br />También es posible que hubiera Amoníaco (NH3), Sulfuro de Hidrógeno (H2S) y Metano (CH4). Es probable que tuviera poco o nada de oxígeno (O2).<br />Para la evolución química de la vida se necesitaban 4 requerimientos:<br />Ausencia total o casi completa de Oxígeno libre: una fuente de energía:sustancias químicas que funcionaran como "bloques de construcción químicos": agua, minerales inorgánicos y gases.Tiempo: la edad de la tierra se calcula en 4600 millones de años y los vestigios de vida mas antiguos datan de 3.800 millones de años, de modo que la "vida" tardo solo unos 800 millones de años en formarse.  <br />Origen de las moléculas orgánicas<br />El experimento de Miller y Urey intentó recrear las condiciones químicas de la Tierra primitiva en el laboratorio y sintetizó algunos de los "ladrillos" de la vida.<br />Los experimentos de Miller:<br />El experimento original de 1953 fue realizado por Miller cuando era estudiante de licenciatura y su profesor Harold Urey. El experimento usaba una mezcla altamente reducida de gases (metano, amoniaco e hidrógeno). No obstante la composición de la atmósfera terrestre prebiótica aún resulta materia de debate. Otros gases menos reductores proporcionan una producción y variedad menores. En un momento se pensó que cantidades apreciables de oxígeno molecular estaban presentes en la atmósfera prebiótica, que habrían impedido esencialmente la formación de moléculas orgánicas. No obstante, el consenso científico actual es que este no era el caso. El experimento mostraba que algunos de los monómeros orgánicos básicos (como los aminoácidos) que forman los ladrillos de los polímeros de la vida moderna se pueden formar espontáneamente. Las moléculas orgánicas más simples están lejos de lo que es una vida autorreplicante completamente funcional. Pero en un ambiente sin vida preexistente estas moléculas se podrían haber acumulado y proporcionado un ambiente rico para la evolución química ("teoría de la sopa").<br />Por otra parte, la formación espontánea de polímeros complejos a partir de los monómeros generados abióticamente bajo esas condiciones no es un proceso tan sencillo. Además de los monómeros orgánicos básicos necesarios, durante los experimentos también se formaron en altas concentraciones compuestos que podrían haber impedido la formación de la vida.<br />Se ha postulado otras fuentes de moléculas complejas, incluyendo fuentes de origen extraterrestres estelares o interestelares. <br />Experimentos de Fox:<br />Entre las décadas de los 50 y los 60, Sidney W. Fox, estudiaba la formación espontánea de estructuras peptídicas bajo condiciones que plausiblemente pudieran haber existido tempranamente en la historia de la tierra. Demostró que los aminoácidos podían formar espontáneamente pequeños péptidos. Estos aminoácidos y pequeños péptidos podían haber sido estimulados para formar membranas esféricas cerradas, llamadas microesferas. Fox describió este tipo de formaciones como "protocélulas", esferas de proteínas que podían crecer y reproducirse.<br />Experimentos de Joan Oró. Bases nitrogenadas:<br />Joan Oró fue un español que obtuvo en sus experimentos sobre el origen de la vida bases nitrogenadas, que son los elementos fundamentales del ADN.<br />En 1961 Juan Oró, añadió ácido cianhídrico al caldo primigenio y obtuvo algunas purinas. En 1962, en otro experimento, añadió formaldehído y consiguió la síntesis de dos azúcares, ribosa y desoxirribosa, componentes de soporte de los ácidos nucléicos en el ADN y ARN.<br />Hipótesis de Eigen:<br />A principios de los años 1970 se organizó una gran ofensiva al problema del origen de la vida por un equipo de científicos reunidos en torno a Manfred Eigen del instituto Max Planck. Intentaron examinar los estados transitorios entre el caos molecular de una sopa prebiótica y los estados transitorios de un hiperciclo de replicación, entre el caos molecular en una sopa prebiótica y sistemas macromoleculares autorreproductores simples.<br />En un hiperciclo, el sistema de almacenamiento de información (posiblemente ARN) produce una enzima, que cataliza la formación de otro sistema de información en secuencia hasta que el producto del último ayuda a la formación del primer sistema de información. Con un tratamiento matemático, los hiperciclos pueden crear cuasiespecies, que a través de selección natural entraron en una forma de evolución darwiniana. Un impulso a la teoría del hiperciclo fue el descubrimiento de que el ARN, en ciertas circunstancias se transforma en ribozimas, una forma de enzima de ARN.<br />Hipótesis de Wächtershäuser:<br />Fumarolas negras. Algunas teorías afirman que la vida surgió en las proximidades algún tipo de fuente hidrotermal submarina.<br />Artículo principal: Teoría del mundo de hierro-sulfuro<br />Otra posible respuesta a este misterio de la polimerización fue propuesta por Günter Wächtershäuser en 1980, en su teoría del hierro-sulfuro. En esta teoría, postuló la evolución de las rutas (bio) químicas como el fundamento de la evolución de la vida. Incluso presentó un sistema consistente para rastrear las huellas de la actual bioquímica desde las reacciones ancestrales que proporcionaban rutas alternativas para la síntesis de "ladrillos orgánicos" a partir de componentes gaseosos simples.<br />Al contrario que los experimentos clásicos de Miller, que dependían de fuentes externas de energía (como relámpagos simulados o irradiación UV), los "sistemas de Wächstershäuser" vienen con una fuente de energía incorporada, los sulfuros de hierro y otros minerales (por ejemplo la pirita). La energía liberada a partir de las reacciones redox de esos sulfuros metálicos, no sólo estaba disponible para la síntesis de moléculas orgánicas, sino también para la formación de oligómeros y polímeros. Se lanza por ello la hipótesis de que tales sistemas podrían ser capaces de evolucionar hasta formar conjuntos autocatalíticos de entidades autorreplicantes metabólicamente activas que serían los precursores de las actuales formas de vida.<br />El experimento tal y como fue llevado a cabo rindió una producción relativamente pequeña de dipéptidos (del 0,4% al 12,5 %) y una producción inferior de tripéptidos (0,003%) y los autores advirtieron que: "bajo estas mismas condiciones los dipéptidos se hidrolizaban rápidamente."[35] Otra crítica del resultado es que el experimento no incluía ninguna organomolécula que pudiera con mayor probabilidad dar reacciones cruzadas o terminar la cadena (Huber y Wächsterhäuser, 1998).<br />