BIOGENESIS: INTRODUCCION

La biogénesis es aquella teoría en la que la vida solamente se origina de una vida preexistente (que ha existido antes).

Todos los organismos visibles surgen sólo de gérmenes del mismo tipo y nunca de materia inorgánica.

Si la vida alguna vez se originó de materia inorgánica, tuvo que aparecer en la forma de una célula organizada, ya que la investigación científica ha establecido a la célula como la unidad más simple y pequeña de vida independiente visible.

Hasta el siglo XIX, se creía comúnmente que la vida podía surgir con frecuencia de la materia sin vida bajo ciertas circunstancias, un proceso conocido como generación espontánea. Esta creencia se debía a la observación común de que los gusanos o el moho parecían surgir espontáneamente cuando la materia orgánica se dejaba expuesta. Se descubrió posteriormente que bajo todas estas circunstancias observadas comúnmente, la vida sólo se presenta a partir de la vida. Durante muchos años se pensó que los organismos vivos podían surgir espontáneamente formándose a partir de materia orgánica en descomposición. El desarrollo de gusanos en la carne en descomposición, la aparición de ratones en el forraje, fueron creencias populares.

BIOGÉNESIS: Teoría que declara que en la actualidad y bajo las condiciones presentes sobre la tierra, todos los seres vivientes se originan de otros seres vivientes. La biogénesis explica que la vida se origina a partir de otro tipo de vida. 

TEORÍAS de la BIOGÉNESIS:

Quien comienza a derribar la Teoría de la generación espontánea fue FRANCESCO REDI, quien realizó un experimento con 2 frascos de vidrio de boca ancha, en uno colocó carne cruda y la dejó destapada y en el otro hizo lo mismo, pero lo tapó herméticamente y al cabo de varios días observó que al frasco que estaba destapado se había llenado de gusanos y el otro frasco que estaba tapado quedó intacto. Con ello demostró que ningún ser surgía espontáneamente, sino que la aparición de gusanos era producido por las larvas que dejaban las moscas al depositarse en la carne. 

NEEDHAM: Presenta varios argumentos para sustentar la Teoría de la GENERACIÓN ESPONTÁNEA. Realizó el siguiente experimento: calentó varios frascos con caldos nutritivos, los selló convenientemente y los dejó en reposo durante algunos días, pero al cabo de ese tiempo APARECIERON varios Organismos. 

SPALLANZANI: Pone en duda los argumentos de Needham y realiza la misma experiencia pero se DIFERENCIA de éste, en que hierve por más tiempo los caldos nutritivos y comprobó que NO APARECIERON microorganismos. Spallanzani critica a Needham diciendo que si no se calientan bien los caldos, NO se eliminan TODAS las formas de vida. Needham responde a esta crítica y argumenta que cuando se calientan demasiado SE DESTRUYE en los caldos el Poder Vegetativo o Principio Activo generador de la Forma y Vitalidad. Spallanzani lo refuta y le hace notar que la FUERZA VEGETATIVA persiste, pues al exponer los caldos al aire libre, los Gérmenes se desarrollan sobre ellos. 

PASTEUR: Demostró que el aire es la fuente común de los microorganismos. La materia no viva se contamina a partir de las bacterias presentes en el aire, en el suelo y en los objetos. Probó que los Microorganismos no aparecen cuando las soluciones nutritivas son ESTERILIZADAS previamente y refutó los argumentos de Needham sobre la destrucción del Principio Activo por el calentamiento excesivo de las sustancias con una experiencia donde usó MATRACES CON CUELLO DE CISNE. En un matráz de vidrio colocó levadura de cerveza con azúcar, orina, jugo de remolacha y agua de pimienta (Sustancias

fácilmente alterables en contacto con el aire) y luego alargó el cuello del matráz para hacerle varias curvaturas. Luego hirvió el líquido durante varios minutos hasta que salió VAPOR por el extremo abierto del cuello. Una vez frío el líquido, éste permaneció INALTERADO por tiempo indefinido sin aparecer microorganismos. Luego cortó el cuello del matráz con un golpe de lima sin tocarlo y al cabo de algunos días empezaron a aparecer microorganismos y pudo demostrar que Needham estaba equivocado. En el matráz con cuello de cisne, el cado permaneció inalterable, porque el aire que entra en contacto con él, pierde la mayoría de los microorganismos, los cuales quedan adheridos a las paredes del tubo. Al quebrar el cuello del matraz, los microorganismos del aire invaden el líquido y se reproducen en abundancia. 

OPARÍN y HALDANE: Admiten que la atmósfera primitiva de la Tierra estaba constituida por una mezcla de gases muy rica en HIDRÓGENO y pobre en OXÍGENO. Los elementos biogenéticos, Carbono, Hidrógeno y Oxígeno, estaban combinados con el HIDRÓGENO formando METANO (CH4), AMONÍACO (NH3) y AGUA (H2O). Los compuestos mencionados, presentes en mezclas sometidas a la acción de las radiaciones ultravioletas, dieron origen a la formación de moléculas orgánicas tales como AZÚCARES y AMINOÁCIDOS. La energía necesaria para formar dichas moléculas pudo ser la radiación ultravioleta u otras formas de energía, como las descargas eléctricas, la radiactividad o el calor de las erupciones volcánicas. Se admite que este proceso debió realizarse en el agua, ya que hace 4.000 millones de años, no existía en la atmósfera la capa de ozono que filtra las radiaciones ultravioletas cuyo efecto directo sobre los seres vivos es letal. Se considera que el agua de los océanos primitivos sirvió como filtro permitiendo el desarrollo de las moléculas PREBIÓTICAS (COACERVADOS). Esta teoría de Oparín no fueron tenidas en cuenta considerando que se contradecían con lo demostrado por Pasteur acerca de la imposibilidad de originar materia orgánica a partir de lainorgánica. 

UREY y MILLER: Las teorías de Oparín y Haldane fueron comprobadas por Urey y Miller que colocaron en un recipiente una mezcla de agua, amoníaco, metano e hidrógeno y la sometieron a descargas eléctricas de alto voltaje o a las radiaciones ultravioletas al mismo tiempo que hacían circular vapor de agua. Luego de un tiempo observaron en el agua la formación de aminoácidos y azúcares sencillos; se demostró de esta manera la formación de materia orgánica a partir de la inorgánica

FITOGENESIS: INTRODUCCION

A continuación ofreceremos una investigación hecha lo más completa posible, sobre la evolución de las plantas en general, tomando en cuenta todo lo referente a su historia evolutiva, el porqué de su evolución, la comprobación de estos datos y lo que sucede con las plantas en la actualidad. Pero, como las plantas y la evolución no son términos conocidos ampliamente por la mayoría de la gente, incluiremos además al comienzo de este trabajo una explicación sobre las plantas (tanto sus divisiones y características como su ambiente) .

Veremos ahora lo que se refiere a cómo fueron evolucionando las plantas, por eso ahora les haremos una introducción a este tema.

Durante 4.000 millones de años la superficie de la Tierra ha permanecido inhabitada. Pero después se producirán los cambios más importantes para la evolución de al vida. El primero fue la aparición de la vida en forma de células o unidades autoreplicantes. No se sabe cómo pero dos hechos muy importantes para la vida después de la aparición de la célula y son estos dos acontecimientos los que mantienen a todos los seres vivos relacionados entre sí y con las células primitivas originales.

El siguiente gran paso en al historia fue la evolución de un sistema de pigmentos que podían atrapar a los rayos solares, convirtiendo así la energía radiante del sol en energía química (fotosíntesis). Los organismos que implementaron esta evolución son llamados procariotas heterotróficos y fueron organismos de gran éxito, ya que han sobrevivido desde esos tiempos hasta la actualidad.

Debido a la fotosíntesis se quema agua y se libera oxígeno. Este oxígeno liberado cambio la atmósfera del planeta y las formas de vida que habitaban. Hace 450 millones de años se formó una capa de ozono por acción de la luz ultravioleta en el oxígeno acumulado; esta capa que absorbe la luz ultravioleta protegió en ese tiempo a la Tierra y a sus especies y protege todavía.

Como aquí se ve podemos decir sin miedo a equivocarnos que las plantas fueron los primeros habitantes de la Tierra (aunque halla sido en forma microscópica). Así, se dice que las plantas existían hace ya 430 millones de años (fecha muy cercana a la creación de la capa de ozono en la Tierra), eso hablando de plantas vasculares (no microscópicas como los primeros seres). Se sabe también que hace 400 millones de años apareció la primera planta con hojas. Y que hace 350 millones de años la planta se aseguró su propia reproducción inventándose el óvulo y el polen, estas plantas se llamaron gimnospermas y dominaron el planeta hasta la aparición de las angiospermas hace unos 100 millones de años.

LOS PROCARIOTAS

Son los organismos más antiguos del planeta, en términos de evolución; además de ser los más abundantes. Aunque existen muchas dificultades para definir las especies de las procariotas se cree que hay aproximadamente 2700 especies distintas. Son, además, los organismos unicelulares más pequeños (2500 millones de individuos pueden ser encontrados en un gramo de tierra fértil). Su sobrevivencia se debe a su rápida multiplicación, su metabolismo (en 20 minutos pueden duplicar su tamaño) y su adaptabilidad con la cual pueden sobrevivir en ambientes en los cuales otros seres vivos no podrían vivir. Son lo que llamamos fósiles vivientes.

Hasta hace muy poco, se pensaba que los procariotas no podían clasificarse por un criterio evolutivo, debido a que la mayoría de las características que tenían los eucarioticas y que ayudaban a su clasificación no las tenían los procariotas. Pero en los últimos años de investigación y con los detallados estudios de la estructura celular y de bioquímica se han podido desvelar algunas de las relaciones evolutivas de los procariotas y uno de los descubrimientos más sorprendentes en este campo es el de un grupo de procariotas que difieren espectacularmente de todos los otros tipos de procariotas en los detalles de las vías metábolicas. Algunos de estos viven en ambientes muy salados, otros en ambientes ácidos a temperaturas muy altas, lo que nos hace deducir que los cambios en las vías metabólicas se pueden haber debido a la evolución del organismo para soportar el ambiente.

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS EUCARIOTAS

El paso de los procariotas a los primeros eucariotas fue uno de los procesos más importantes de la evolución (comparable con el origen de la vida y el desarrollo de células fotosintéticas). No se conoce bien como fue este paso, pero se cree que se debió a la asociación de procariotas dentro de otras células.

Lo que si se sabe es que hace unos 2500 millones de años, el oxígeno comenzó a acumularse en la atmósfera producto de la actividad fotosintética. Las procariotas que pudieron usar el oxígeno para producir ATP (adenosin trifosfato) quedaron en ventaja con respecto a las otras y empezaron a prosperar rápidamente (algunas se desarrollaron como bacterias aeróbicas; otras, según lo creído, se introdujeron en células mayores y crearon las mitocondrias.

Si analizamos detenidamente estos datos podemos decir que se cree que los eucariotas son procariotas evolucionados, aunque es una teoría que esta en discusión actualmente.

De ahí pasamos a las plantas pluricelulares cuya aparición no se sabe por qué fue.

EL ALGA ANCESTRAL

Se cree que las plantas como las conocemos en la actualidad tienen como pariente evolutivo a un grupo de algas verdes. Como se sabe, las algas son organismos vegetales que habitan principalmente en el agua.

Las algas verdes han sido seleccionadas debido a sus parecidos con las plantas terrestres en lo que se refiere a que ambas poseen clorofilas a y b y betacarotenos como pigmentos fotosintéticos; además de que ambas acumulan sus reservas energéticas en forma de almidón. Ahora, las algas verdes tienen un cúmulo de otras características, algunas de las cuales las plantas tienen y otras no, es por eso que se piensa que las plantas son el resultado de la evolución de un grupo de algas verdes que pertenecerían al género Coleochaete, claro que esto pensando en las algas verdes como un “Bisabuelo” de las plantas, ya que hubieron otros organismos que se relacionaron con el género Coleochaete entre los cuales se piensa podría estar el “padre” de las plantas.

INVASIÓN DE LA TIERRA POR LAS PLANTAS

Como ya se ha dicho muchas veces se cree que la vida comenzó en el agua y no salió de allí después de mucho tiempo.

Las plantas acuáticas no necesitan muchos órganos especializados para sobrevivir ya que el agua de por sí hace las funciones de alimento, soporte y evitar la desecación, de ahí que se piense que son más primitivas que las otras plantas que habitan en la tierra, las cuales necesitan de órganos especializados.

En la actualidad se sabe que las plantas tuvieron una “lucha” por llegar a la tierra. Esta “lucha” se produjo porque la tierra ofrecía muy buenas perspectivas para la fotosíntesis. En esta pelea por llegar hubo contratiempos pero finalmente las plantas lograron “arribar” a la tierra y tuvieron que crear órganos especializados para evitar la desecación y aprovechar el agua; es así como las tan comunes estructuras que son los tallos, las hojas y las raíces aparecieron.

Se cree que el paso del agua a la tierra se produjo hace más de 400 millones de años.

PASO DEL AGUA A LA TIERRA

El origen más probable de las planta deben haber sido las algas verdes de pantano de agua dulce: se cree que en estos biotopos pudieron haber evolucionado diversas características que propiciaran al asentamiento en tierra firme. Por ejemplo, el pantano es una zona que periódicamente se deseca y esto puede haber preparado a las algas verdes para la desecación, y así la necesidad de sobrevivir hubiera hecho que las algas evolucionaran para soportar la sequedad de la tierra. A pesar de esto el mayor problema que

experimentaron las plantas fue la adaptación al entorno seco; así que tuvieron que implementar tejido exterior de aislamiento y recubrirse de una capa llamada cutícula la cual no era impermeable ya que tenía estomas (orificios) que permitían la interacción de los gases con la planta.

Una implementación vital de las plantas para este medio fueron las raíces por medio de las cuales realizarían la absorción de sustancias y que darían arraigadas a un lugar.

Otra implementación importante fue la de la estabilidad mecánica, ya que en el agua era esta misma la que sujetaba a las plantas, pero ahora en la tierra debieron crear paulatinamente nódulos y elementos de sujeción específico como fibras.

En cuanto a la reproducción también tuvieron que hacer adaptaciones como la de hacer esporas de paredes gruesas para que estas no se secaran y pudieran ser transportadas por el viento.

El paso decisivo se cree se hizo hace como 420 millones de años (aunque también se cree que pueden haber habido plantas terrestres hace 450 millones de años)

En este contexto existe una interrogante de si las plantas poblaron la tierra en una sola línea evolutiva o por diferentes etapas, es decir, si fue una sola cadena-especie la que dio el paso del agua a la tierra, a partir de la cual salieron otras especies habitantes del suelo o fueron varias cadena-especies las que salieron del agua.

LAS PRIMERAS PLANTAS TERRESTRES

Después de la transición a tierra de las plantas, aparecen y evolucionan nuevas adaptaciones. Estas adaptaciones fueron críticas para el éxito definitivo de las plantas terrestres y se cree que deben haber ocurrido al principio de la historia de la evolución, debido a que las poseen la mayoría de las plantas actuales

Una de las evoluciones más importantes post-transición fue el desarrollo de órganos reproductores pluricelulares como son los gametangios y esporangios. Así como la adaptación hecha para la retención del óvulo fecundado dentro del gameto femenino y el desarrollo de un embrión, de esta manera este embrión es protegido por los tejidos del gametofito femenino.

Al poco tiempo después de la transición a tierra las plantas se dividieron en dos líneas de evolución. Una de las líneas dio origen a los llamados briofitos, grupo al que pertenecen los musgos y hepáticas; el otro grupo pertenece a las plantas vasculares, donde se incluyen todas las especies referentes a las plantas terrestres mayores.

La diferencia principal entre briofitos y plantas vasculares es que estas últimas poseen un sistema vascular muy bien desarrollado por el cual transportan los nutrientes por todo el cuerpo de la planta, sistema que los briofitos no tienen. Otra de sus diferencias radica en el tiempo en que se encontraron los fósiles más antiguos. De los briofitos se encontró un fósil de hace 370 millones de años y de las plantas vasculares uno de hace 430 millones de años.

LOS BRIOFITOS

Son organismos muy simples y pequeños; no poseen raíces pero se adhieren por medio de unos rizoides. La mayoría de los briofitos muestran pequeñas estructuras donde realizan la fotosíntesis

Los briofitos, al estar privados de raíces y de un sistema vascular que le transporte los nutrientes, deben absorber el agua a través de estructuras aéreas; por esto crecen mejor en lugares húmedos y en zonas pantanosas.

Generalmente los briofitos se reproducen por fragmentación (reproducción asexual).

PLANTAS VASCULARES

Estas se caracterizan por contar con un sistema de conducción del agua y de los nutrientes (como ya habíamos dicho), pero además se caracterizan por la presencia de lignina (pasta de madera) y una generación de esporofitos muy marcada.

Las plantas vasculares actuales se clasifican en 9 divisiones, cada una de las cuales representa una línea evolutiva diferente (entre las cuales se encuentran los licopodios, las colas de caballo y helechos.

DESARROLLO EVOLUTIVO DE LAS PLANTAS VASCULARES

Mejora de los sistemas conductores: Al igual que la creación de la hoja como evolución fotosintética y de las raíces como estructuras especializadas en la extracción de alimento a la planta, la eficacia en el transporte de los nutrientes por la planta ha evolucionado y mejorado ostensiblemente. En la actualidad existen 2 sistemas: el xilema, que transporta agua e iones desde la raíz hasta las hojas y el floema, que transporta sacarosa diluida y otros productos fotosintéticos desde las hojas a las células no fotosintéticas.

Reducción del gametofito: otro cambio ha sido la reducción del tamaño del gametofito. Así, en todas las plantas vasculares actuales el gametofito es menor que el esporofito. En plantas con semillas como las gimnospermas y las angiospermas el gametofito se ha reducido a un tamaño microscópico (además de tener un gametofito masculino y uno femenino).

Las semillas: se podría decir que ha sido la innovación más importante y definitiva de las plantas vasculares (importante por el éxito que tuvo y definitiva porque se mantiene hasta la actualidad). Las semillas es una estructura dentro de la cual va el embrión de la planta, es una estructura que esta hecha de los

tejidos del esporofito para proteger al embrión hasta que las condiciones favorables para su germinación se den. Las primeras semillas conocidas son de hace 360 millones de años.

LAS PLANTAS CON SEMILLAS

Las semillas, la nueva opción evolutiva decisiva para las fanerógamas la constituyen estas estructuras de reposo y diseminación.

Cabe decir que en la evolución posterior de las fanerógamas las hojas que llevaban esporangios se unieron a las flores en los pequeños tallos.

Finalizando el período Carbonífero (hace unos 286 millones de años) y en el período Pérmico (hace unos 248 a 286 millones de años)se produjeron grandes cambios climáticos en el mundo, con sequías y glaciares en varias partes continentales y debido a esto en este tiempo hubo una gran presión en los seres vivos por la selección natural, tanto animal como vegetal. Esto hizo que las evoluciones se afirmaran y tuvieran que quedar solo aquellas necesarias; la evolución de las semillas tuvo gran éxito y es así como las plantas con semillas consiguen supremacía en todo el mundo

Gimnospermas

O plantas con “semillas desnudas” fueron diversificadas en el Pérmico. Hay 4 grupos de gimnospermas: tres divisiones pequeñas y una grande (Coniferofitos: coníferas). En las coníferas se incluyen pinos, abetos, cedros, alerces, cipreses y secuoyas.

Su origen se remonta al Devónico de un grupo de plantas llamadas progimnospermas. Estas eran de ramaje muy parecido al de los helechos y se cree que algunas de estas progimnospermas puede haber tenido semillas.

Angiospermas

Se cree que las angiospermas como plantas con semillas encerradas descienden de algún grupo de gimnospermas extintas actualmente. Sus fósiles datan de hace 120 millones de años.

Existen actualmente alrededor de 250.000 especies de angiospermas, comparadas con las 800 especies de gimnospermas, 16.000 especies de pteridofitas y 26.000 especies de briofitas. Este contraste nos hace pensar que las angiospermas encontraron una fórmula de éxito en la evolución.

Es probable que el éxito de las angiospermas se haya debido a la gran cantidad de novedades evolutivas que presentan, como son la implementación de un ovario compuesto por uno o varios carpelos y que rodea por completo al embrión y lo guarece del exterior. Pero esa no es la razón por la cual tuvo tanto éxito la evolución con las angiospermas; pero lo que sí lo que explica es el

sistema de fecundación que establecieron ya que en este se tenían varías formas de realizarlo (juntando el gameto femenino con el masculino, de dos plantas o la autofecundación que era una planta con ambos órganos femenino y masculino) y por varios transportes (aire, insectos, agua, etc.), además de tener a los dos órganos que diferencian a las angiospermas del resto de las plantas: el fruto y la flor; ambos destinados a ser vías para la fecundación (fruto: animal lo come y al rato excreta lo comido, en esa excreción salen las semillas y estas son esparcidas; flor: atracción para los insectos para transportar el polen a cambio de néctar).

Estas plantas dominan en las regiones templadas y tropicales del mundo, ocupando así un 90% de la superficie vegetal terrestre. Cabe decir que en este 90% se encuentran, además de las plantas con flores conspicuas, grandes árboles madereros, hortalizas, frutas, verduras, forrajes y granos que forman la base de la alimentación humana y despensa agrícola para la economía mundial.

ANEXOS:

Teoría de Redi

Teoría de Pasteur

Teoría de Oparin

Teoría de Spallanzani

Teoría de Urey y Miller