17 mm

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Orígenes

Carlos BrionesAlberto Fernández Soto

José Mª Bermúdez de Castro

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Cas

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Tal vez las preguntas más sugerentes que la ciencia actual tiene planteadas, y a las que ninguno de nosotros somos ajenos, van

enfocadas hacia el origen del Universo, la emergencia de la vida y la aparición de nuestra especie. Estos tres orígenes constituyeron

puntos de inflexión radicales respecto a la situación en la que se producían (en la medida en que esto se pueda aplicar al

«comienzo» del Universo), y desencadenaron acontecimientos de emergencia e innovación transcendentales en ese largo camino

transcurrido desde el Big Bang hasta nuestros días.

Orígenes. El universo, la vida, los humanos estudia la secuencia (en la que cada paso fue condición indispensable para el siguiente) de

esas tres fases de la evolución de la materia, primero inanimada y después viva. Y lo hace de la mano de tres especialistas en los

campos implicados: física y cosmología (Alberto Fernández Soto), química y biología (Carlos Briones), y paleoantropología (José

María Bermúdez de Castro). En un mundo interdisciplinar como es el de la ciencia actual, ninguna forma mejor que esta armoniosa

colaboración para intentar responder a los grandes interrogantes que han acompañado a nuestra especie desde que comenzamos

a mirar al cielo estrellado: ¿quiénes somos?, ¿de dónde venimos?, ¿estamos solos en el universo?

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Orí

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s

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Richard Leakey y Roger LewinNuestros orígenes En busca de lo que nos hace humanos

10126696PVP 22,90 €

OrígenesEl universo,la vida,los humanos

Carlos BrionesAlberto Fernández SotoJosé María Bermúdez de Castro

Diseño de cubierta e ilustración: Departamento de Arte y Diseño,Área Editorial Grupo Planeta.

Carlos Briones Llorente, coordinador de la obra, es doctor en Química (especialidad de Bioquímica y Biología Molecular), por la Universidad Autónoma de Madrid. Es científico titular del CSIC en el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA, asociado al NASA Astrobiology Institute). El grupo que dirige investiga sobre el origen y la evolución de la vida, la genética de virus y el desarrollo de biosensores. Posee una amplia experiencia en divulgación de la ciencia.

Alberto Fernández Soto es doctor en Ciencias (especialidad de Física) por la Universidad de Cantabria. Ha trabajado en Estados Unidos, Australia e Italia, y es científico titular del CSIC en el Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC). Su campo de investigación es la cosmología observacional y el estudio de los objetos más lejanos y antiguos del Universo, incluyendo las primeras estrellas, galaxias y cuásares. Mantiene una activa labor de divulgación científica.

José María Bermúdez de Castro Risueño es doctor en Biología por la Universidad Complutense de Madrid, donde fue profesor titular de Paleontología. Es profesor de investigación del CSIC, y desde 1991 co-director de las excavaciones de la sierra de Atapuerca. Dirigió el Centro Nacional de Investigación sobre Evolución Humana desde su fundación hasta 2012. Posee una amplia trayectoria en divulgación de la ciencia. Ha recibido, entre otros, el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica y es Doctor Honoris Causa por la Universidad de Burgos.

Orígenes

BARCELONA

Carlos BrionesAlberto Fernández SotoJosé María Bermúdez de Castro

El universo, la vida, los humanos

Prólogo de Ricard Solé

Libro Origenes.indb 7 30/07/2015 16:30:07

Primera edición: septiembre de 2015

Orígenes. El universo, la vida, los humanosCarlos Briones, Alberto Fernández Soto y José Mª Bermúdez de Castro

No se permite la reproducción total o parcial de este libro,ni su incorporación a un sistema informático, ni su transmisiónen cualquier forma o por cualquier medio, sea éste electrónico,

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Puede contactar con CEDRO a través de la web www.conlicencia.como por teléfono en el 91 702 19 70 / 93 272 04 47

© Carlos Briones, Alberto Fernández Soto y José Mª Bermúdez de Castro, 2015

© Editorial Planeta S. A., 2015Av. Diagonal, 662-664, 08034 Barcelona (España)

Crítica es un sello editorial de Editorial Planeta, S. A.

Fotocomposición: gama, sl

editorial@ed-critica.eswww.ed-critica.es

ISBN: 978-84-9892-862-4Depósito legal: B. 17.535 - 2015

2015. Impreso y encuadernado en España por Huertas Industrias Gráficas S. A.

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Índice

Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

El Universoalberto FernánDez Soto

1. Prólogo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2. baSeS Del moDelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3. la FíSiCa Del enFriamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Física cuántica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Quarks, leptones y gluones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Partículas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Núcleos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Átomos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Materia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4. PruebaS obServaCionaleS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55La expansión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58La química. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69El eco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

5. nuevoS ComPonenteS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Materia oscura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Energía oscura. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

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516 Orígenes

Oscilaciones bariónicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 6. CoSmología De PreCiSión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

Los valores del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 7. el Futuro De nueStro PaSaDo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Problemas pendientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120La inflación cósmica como solución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124El destino final del Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

8. y al Final Del origen... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

La vidaCarloS brioneS

1. introDuCCión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Muchas preguntas y algunas respuestas . . . . . . . . . . . . . . . . 148¿Qué es la vida?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153La química de los seres vivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

2. aProximaCioneS al origen De la viDa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171La vida y la generación espontánea. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Darwin: el origen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Oparin y Haldane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182

3. la químiCa PrebiótiCa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187La Tierra primitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Los pioneros: Miller y Oró . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192Meteoritos, cometas y panspermia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199Aminoácidos zurdos y nucleótidos diestros . . . . . . . . . . . . . 203Los avances de la química prebiótica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

4. el moDelo Del munDo rna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Los orígenes del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216Ribozimas y ribosomas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Evolución de RNA in vitro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226Los primeros replicantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Origen del RNA y Mundos pre-RNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

5. viruS y viroiDeS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241El discreto encanto de los virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Orígenes de virus y viroides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246

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Índice 517

¿Son seres vivos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 6. ComPartimento, metaboliSmo y rePliCaCión. . . . . . . . . . . . . 253

Compartimentos para la vida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253Las bases del metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257La integración compartimento/metabolismo/replicación . . . 266Química de sistemas en el origen de la vida . . . . . . . . . . . . . 270Claves desde la biología sintética . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

7. De laS PrimeraS CélulaS a luCa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279Hacia el Mundo DNA/RNA/proteínas . . . . . . . . . . . . . . . . . 279Los primeros metabolismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281LUCA, el antepasado común . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

8. la evoluCión De la viDa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291Claves de la evolución biológica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291Los fósiles: huellas de la evolución. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302Los genomas: archivos de la evolución. . . . . . . . . . . . . . . . . 305

9. baCteriaS y arqueaS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311La evolución de los procariotas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311Un veneno en el aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315Los extremófilos: viviendo al límite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

10. origen y evoluCión De loS euCariotaS . . . . . . . . . . . . . . . . . 321La célula eucariótica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321Los organismos pluricelulares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328La Explosión cámbrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331El sueño del pez ancestral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

Los humanosJoSé maría bermúDez De CaStro

1. PreluDio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 2. anDante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

Arquitectura en movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349¿Por qué somos bípedos? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

3. allegro ma non troPPo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363Los primeros indicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Ardi y Lucy: ¿madres de la humanidad? . . . . . . . . . . . . . . . . 369

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518 Orígenes

Hace menos de tres millones de años. En los umbrales del cambio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375

4. allegro agitato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Geodiversidad y biodiversidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Parántropos: el arte de sobrevivir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387La primera piedra de un nuevo edificio. . . . . . . . . . . . . . . . . 390Preparados para el primer viaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399Hacia nuevas formas de ser humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

5. vivaCe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411El salto hacia la modernidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411Resolviendo un enigma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418Un nuevo clado y el origen de los neandertales. . . . . . . . . . . 426

6. allegro molto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431Sobre el origen de Homo sapiens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431Paleogenética. Los genes perdidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436

7. PreSto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441La claves del cerebro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441Cambios en la forma del cerebro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447El gran salto de la humanidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450Crecimiento y desarrollo cerebral en Homo sapiens . . . . . . . 452¿Somos diferentes gracias al lenguaje? . . . . . . . . . . . . . . . . . 458

8. PreStiSSimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463Humanos del presente y del futuro: genes y socialización . . 463

Epílogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471

Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481Lecturas recomendadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

El Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481La vida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482Los humanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484

Para saber más . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484El Universo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485La vida. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487Los humanos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496

Índice onomástico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

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