l'origen de la vida

L'origen de la vida

L'origen de la vida: etapes

●Síntesi prebiótica●Polimerització●Evolució molecular●Primeres cèl·lules●Estirps cel·lulars●La fotosíntesi i la crisi de l'oxigen●Cèl·lules eucariòtiques●Primers éssers pluricel·lulars

Síntesi prebiòtica

Ambients prebiòtics

Síntesi prebiòticaL'atmosfera primitiva

Síntesi prebiòtica

Atmosfera primitiva

Síntesi prebiòtica

La hipòtesi d'oparin

Síntesi prebiòtica

L'experiment de miller

Síntesi prebiòtica

Síntesi prebiòtica

En l'atmosfera primitiva, mancada d'oxigen i exposada a constants descàrregues elèctriques i radiacions ionitzants es va produir la síntesi de compostos orgànics senzills. Sucres, aminoàcids, bases nitrogenades, etc.

Per ampliar la informació:

Polimerització

En la dècada de 1980, A. Cairns-Smith va suggerir que la formació dels primers polímers va poder haver ocorregut en la superfície de les argiles

Polimerització

Huang y Ferris van demostrar al 2006 que filosilicats com la montmorillonita permeten catalitzar la formación de cadenes de RNA de fins i tot 50 nucleòtids a partir de precursors monomèrics activats.

Polimerització

Gunter Wächtershäuser al seu “Món de ferro i sofre”, va postular que a la superfície de la pirita i altres sulfurs metàlics es produeix la polimerització de pèptids l(Wächtershäuser, 1988)

Polimerització

Món de ferro i sulfurs

La idea clau és que la vida es va originar a la superfície dels minerals i no en aigües obertes

Polimerització en làmines de miques

Mica (moscovita)

Aquesta hipòtesi va ser desenvolupada per Helen Hansma

Polimerització

Polimerització al gel

Es poden formar aminoàcids diferents i bases nitrogenades en gel. Hauke Trinks mostrà la formació de molècules de RNA de 400 bases de longitud en condicions de congelació utilitzant un motle de RNA A mesura que es formen cristalls de gel, aquest roman pur mentre que les impureses com la sal o el cianur queden excloses i la seua concentració augmenta. Aquesta concentració fa que les molècules xoquen entre si amb més freqüència i reacciónen

PolimeritzacióEn resum destaquem dues diferents teories que explicarien l'aparició de polímers a la Terra:

●En zones com tolls o altres indrets amb concentració del brou primitiu o bé zones d'alta concentració de molècules com les generades en el gel

●En la superfície de minerals que actuarien com catalitzadors com ara argiles o sulfurs de ferro o miques .

Evolució molecular

Evolució molecular

Cal pensar que la complexitat actual de les rutes metabòliques no va ser tal als seus orígens

Evolució molecular

L'enzim mes abundant a la Terra s'encarrega de catalitzar la incorporació del CO2 a la matèria viva. Però aquest enzim es també

responsable de la fotorrespiració, la qual cosa disminueix la efectivitat de la fotosíntesi fins al 50%

L'exemple del rubisco: Una empremta del passat al metabolisme:

Evolució molecular

L'énzim es molt antic i es va originar en un ambient sense O2

L'oxigen i el CO2 van

competir pel centre actiu de

l'enzim

Evolució molecular

Evolució molecularProbablement la glicolisi és la primera ruta metabòlica que utilitzaren les cèl·lules per tal de traure energia.

Els enzims de la glucolisi són pràcticament iguals als vertebrats que als llevats i els vegetals.

Primeres cèl·lules

Model d'una protocèl·lula amb una micel·la fosfolipídica

Estructura d'un hipotètic protobiont

Primeres cèl·lules

Primeres cèl·lules

Els primers organismes van deure ser molt senzills, unicel·lulars, procariotes i heteròtrofs fermentadores

Primeres cèl·lules

Estirps cel·lulars

Els següents tipus de cèl·lules van ser organismes que no depenien de la materia orgànica. Eren quimiotròfs o fotoquimiótrofs

Estirps cel·lulars

Enllaç a: El origen del Oxígeno

Fa uns 2.800 milions d'anys van aparèixer elscianobacteris, capaços de fer la fotosíntesiextraient protons de l'aigua i alliberant Oxigen

Estirps cel·lulars

L'atmosfera amb oxigen va alliberar part de l'espai no tolerat per anaerobis i van aparèixer les primeres cèl·lules aeròbies

Quasi al mateix temps van aparèixer organismes aerobis quimiòtrofs

Estirps cel·lulars

Quasi al mateix temps van aparèixer organismes aerobis quimiòtrofs

Fòssils de Gunflint (Austràlia): organismes capaços de metabolitzar O2, antiguitat superior als 2.100 ma.

Fotosíntesi i crisi de l'Oxigen

Fotosíntesi i crisi de l'Oxigen

Els primers 300 M.A. Després de l'aparició de la fotosíntesi, l'oxigen no es va alliberar. Va oxidar compostos reduïts com ara el ferro que al passar de ferros a fèrric va precipitar formant jaciments de ferro sedimentari

Fotosíntesi i crisi de l'Oxigen

Variacions en la concentració d'oxigen a l'atmosfera terràquia

Fotosíntesi i crisi de l'Oxigen

Les conseqüències de l'acumulació d'Oxigen a l'atmosfera van ser:

Les cèl·lules anaerobies es desplacen a llocs sense oxigen i deixen espai lliure a cèl·lules aerobies o tolerants

Les cèl·lules capaces de utilitzar l'oxigen aconseguien gran quantitat d'energia

Es forma la capa d'ozó i per tant poden aparèixer cél·lules amb més quantitat de DNA

SET

Cèl·lules eucariòtiques

Cèl·lules eucariòtiques

Cèl·lules eucariòtiques

Teoria de l'endosimbiosi serial (SET)

Cèl·lules eucariòtiques

Amibes amb bacteris endosimbionts

Cèl·lules eucariòtiques

Prochloron

Rickettsia

Eucariont aeròbia fotosintética

Eucariont heteròtrofamitocondris

Cloroplast

Pluricel·lularitat

Pluricel·lularitat

L'evolució dels animals