2 origen de la vida
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2. Nuestro lugar en el UniversoParte II – El origen de la vida
Ciencias para el mundo contemporáneo
¿QUÉ ES LA VIDA?
Composición química de los seres vivos
(moléculas y macromoléculas)
Capacidad de responder a estímulos externos
Conjunto de reacciones químicas con los que se obtiene materia y energía
(metabolismo)
Capacidad para producir descendencia que asegure la permanencia de la especie
Características que permiten la vida en la Tierra
Temperatura cálida
Radiación solar en niveles adecuados
Presencia de agua
(medio de la vida)
Atmósfera protectora y reguladora
TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAVIDA
Generación espontánea
• Los seres vivos pueden originarse directamente de objetosinanimados, además de actos de procreación de susprogenitores.
• “Recetas” para crear seres vivos.
Aristóteles (s. IV a. C.)
Comprobación de la generación espontánea (s. XVII)
Hipótesis
“Los gusanos proceden de
moscas que ponen huevos en carne
podrida”
Experimento
Teoría
“Los gusanos proceden de
moscas que ponen sus huevos en la
carne”
Avances tecnológicos de la época
Leeuwenhoek crea elmicroscopio, y aporta laobservación demicroorganismos.
Hook lo perfecciona, eintroduce el concepto decélula.
Comprobación de la generación espontánea (s. XVIII)
A FAVOR
T. Needham
• Introdujo tejidos animales yvegetales en frascosherméticos, los calentó, y observóla aparición de microorganismos
EN CONTRA
Spallanzani
• Demostró que si se evitaba lapresencia de aire en los frascoscalentados, no aparecenmicrobios.
Fin de la generación espontánea
Louis Pasteur (1860)
Formuló la hipótesis de que los pequeños cuerpos queflotan en el aire, parecidos a microbios y esporas, sedepositan constantemente sobre todos los objetos, y sonlos causantes de la descomposición de los cadáveres.
Los seres
vivos
proceden
de otros
seres vivos
Teoría de la panspermia
Anaxágoras (s. II a. C.)
La vida se repartió por el Universo en forma de semillas
S. Arrhenius (finales s.XIX)
La vida llega a la Tierra en forma de“esporas” microscópicas en losmeteoritos
No explica:• El origen de esa vida extraterrestre• Cómo consigue atravesar la atmósfera sin sufrir daño
Teoría de la síntesis prebiótica Oparin (1924) – Haldane (1928)
Atmósfera primitiva reductora (CH4, H2 y NH4)
Energía (radiación UV)
Formación de compuestos orgánicos sencillos
SOPA PRIMIGENIA
Primer ser vivo: el coacervado
1. Membrana lipídica que aísla del exterior
2. Metabolismo que permita mantener la vida
3. Mecanismo autorreplicativo
Experimento de Miller (1953)
Aparecen: formaldehído, ácido acético, ácido láctico, cianuro y urea
Cronología aproximada de la aparición de los grandes grupos de seres vivos
Miles de millones de años
3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0
Atmósfera reductora Atmósfera oxidante (rica en O2)
Bacterias anaerobias
Bacterias fotosintéticas
Bacterias aerobias
Eucariotas
Pluricelulares
Evolución celular
• Teoría autógena (Taylor & Dodson)No explica el origen del núcleo
• Teoría endosimbionte (Margulis & Sagan)
EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES
Primeras teorías
Fijismo o creacionismo
• Las especies se manteníaninvariables a lo largo del tiempo.
• El origen de cada una de lasespecies se atribuía a un actocreador específico.
Catastrofismo
• Las variaciones en una regiónentre la fauna actual y la fósil, sonel efecto de diversas catástrofeslocales (cataclismos), que hanprovocado la extinción total delas especies, y que son sustituidasmás tarde por otras procedentesde otras regiones (inmigraciones).
Linneo (1707-1778) Cuvier (1769–1832)
Lamarckismo
1. Existe una tendencia hacia la complejidad
2. La función crea el órgano
3. Los cambios experimentados por losorganismos durante su vida setransmiten a los descendientes
Las especies se transforman unas en otras a lo largo del tiempo
Críticas a la teoría•No hay pruebas de una tendencia en los organismos a la transformación ni a la complejidad•Solo se heredan los caracteres cuya información resida en los genes.
El viaje del Beagle
Al viajar de norte a sur unas
especies eran sustituidas por
otras afines.
Los fósiles de mamíferos
extintos recogidos en las
Pampas presentaban una
gran similitud con la forma
de los mamíferos actuales.
Las islas Galápagos
eran ricas en
endemismos que
parecían estar
relacionados con las
especies del
continente cercano
(América del Sur).
Teoría de la evolución
Los organismos se multiplican, y salen adelanteaquellos que están mejor adaptados, heredandosus hijos estos cambios que les confieren algunaventaja sobre los demás organismos de la mismaespecie.Al final se forma una nueva especie.
SELECCIÓN NATURAL
Lo que no explica: las nuevas especies se originan por MUTACIONES GENÉTICAS
MOTOR
Los pinzones de Darwin
Mecanismos de la evolución
Selección natural
• Sólo los mejor adaptados sobreviven
Mutaciones
• Aparecen nuevos alelos y se crea nueva variabilidad
Deriva genética
•Proceso de alteración de las frecuencias génicas debido al azar.
Migración• Si se va una
parte importante de la población puede alterar las frecuencias génicas de la población restante
Mecanismos de especiación
Especie: conjunto de individuos
morfológicamente similares, que poseen la
capacidad de reproducirse entre ellos originando una
descendencia fértil, que se parece entre sí y a sus
progenitores.
Radiación adaptativaProceso de aparición de distintas formas a partir de una
población inicial que se ha dispersado ocupando ambientesnaturales con distinta presión selectiva
ESPECIACIÓN
NO ESPECIACIÓN
Especiación alopátrida
Se produce por un aislamiento geográfico entre dos poblaciones de la misma especie.
Especiación simpátrida
Las nuevas especies se forman por aislamiento reproductivo.
Mecanismos precigóticos(impiden la fecundación y la formación
del cigoto)
Mecanismos postcigóticos(afectan a los descendientes)
• Aislamiento ecológico.• aislamiento temporal o estacional.• Aislamiento etológico.• Aislamiento mecánico
• Los híbridos F1 son inviables o estériles.• Fracaso de la F2: muchos individuos débiles o estériles.
PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN
1. Pruebas bioquímicas o moleculares
a) Todos los seres vivos presentan las mismas familias de compuestos orgánicos.
b) Rasgos universales en el metabolismo celular (código genético).
c) Muchas rutas metabólicas son comunes a gran cantidad de organismos (ciclo de Krebs).
d) Estructuras celulares universales (doble capa de fosfolípidos.
Insulina
10
9
8
Vaca
Cerdo
Cordero
Caballo
La insulina es una hormona producida por
el páncreas cuyo papel es el mismo en
los cuatro mamíferos. Comparando la
composición en aminoácidos, se detectan
diferencias en tres (8, 9 y 10 de la figura).
Vaca
Cordero
Cerdo
Caballo
2. Pruebas taxonómicasPROCARIOTAS
PLANTAS
Eq
uin
od
erm
os
Hem
ico
rdad
os
Oste
otr
aco
derm
os
ANIMALES
EUCARIOTAS
PROTOCTISTAS
65
225
570
1000
2000
250
0
3000
Tie
mp
o (
M.a
.)
Arq
ueo
zo
ico
Pro
teo
zo
ico
Paleozoico
Cenozoico
Mesozoico
3. Pruebas biogeográficas
Jaguar
Leopardo
Armadillo
Armadillo de nueve
bandas
Rinoceronte
Tapir
Catarrino
Platirrino
4. Pruebas paleontológicasEVOLUCIÓN DEL CABALLO
Hyracotherium
(50 M.a.)
Mesohippus
(35 M.a.)
Merychippus
(20 M.a.)Equus
Fósil de Archaeopteryx
Series filogenéticas: fósiles que indican una evolución direccional hacia una
especiación progresiva
Formas intermedias: fósiles que muestras
caraterísticasintermedias
5. Pruebas anatómicas
Órganos homólogos son los que tienen un mismo origen y están adaptados
a funciones distintas
Órganos análogos son los que tienen un origen
distinto y realizan la misma función
Caballo
Ave
Murciélago
Humano
Delfín
Evolución del quiridio en mamíferos
6. Pruebas embriológicas
PEZ
GALLINA
VACA
HUMANO
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