Origen y evolución de la vida:

Ángel López GarcíaSofía Ramírez López

1.Primeras teorías sobre el origen de la vida:

1.1.Creacionismo:Es la base de las religiones. Estos textos religiosos narran el origen del todo, el cual es realizado por un ser todopoderoso. Hay que destacar que esta teoría no tiene ninguna base científica.

1.2. Generación espontánea:Antigua teoría griega por la que un organismo podía aparecer espontáneamente, dependiendo de las características del ambiente. La vida podía surgir de cualquier cosa (fango, vegetales, materia orgánica en descomposición).Prevaleció hasta el siglo XVII cuando Francesco Redi demostró que las larvas blancas de la mosca de la carne no se generaban espontáneamente. Más tarde apareció Lazzaro Spallanzani, quien demostró que calentando caldo de carne y seguidamente sellándolo herméticamente no se generaban microorganismos.

Se refutó por completo esta teoría de la generación espontánea con el experimento llevado a cabo por Luis Pasteur, este experimento se asemeja mucho al realizado por Spallanzani.

1.3. Panspermia: el origen de la vida proviene del cosmos. Anaxágoras (siglo V A.c.)ya pensaba esto. Hasta el siglo XIX no se empezó a estudiar esta idea. Fue desarrollada por el biólogo alemán Hermann Richter. A través de choque de meteoritos contra la Tierra, llegaría a esta la vida.

Aquí dejamos un enlace en el que pueden ver un vídeo sobre esta teoría:Hipótesis de la panspermia - YouTube

Actualmente astrofísicos como Fred Hoyle y Chandra Wickramasinghe siguen con esta teoría.

Fred Hoyle. Chandra Wickramasinghe.

2.Teorías modernas sobre el origen de la vida:

2.1. Evolución química de la vida:Ésta es la teoría más apoyada por los científicos, desarrollada en la década de los años 20 por 2 investigadores: el bioquímico ruso Aleksandr Oparin y el biólogo británico John Haldane.En 1924 Oparin propuso que compuestos químicos de la atmósfera primitiva como CH4, NH3, H2O, CO2 , HS2 sirvieron de materia prima para la formación de los primeros organismos compuestos orgánicos de los seres vivos.

2.2. Síntesis prebiótica de las moléculas orgánicas:Posiblemente se formaron espontáneamente gracias a la acción de la radiación solar, chispas eléctricas de tormentas, radiactividad natural, viento solar, actividad volcánica y rayos cósmicos.La lluvia hizo que estos componentes químicos orgánicos descendieran hasta los océanos, donde se disolvieron y formaron el caldo o sopa primitiva. Éstas reaccionaron en el agua formando los ladrillos biológicos (aminoácidos, componentes de nucleótidos…). Estos ladrillos reaccionaron entre sí y formaron polímeros de interés (proteínas y ácidos nucleicos). Los polímeros se unieron y desarrollaron procesos que permitieron el desarrollo de sistemas auto reproductivos. Se extendieron por el océano: Evolución Biológica.

Experimento de Stanley Miller para comprobar la Teoría de Oparin:

2.3. Génesis mineral:La mayoría de científicos piensan que la unión de moléculas sencillas (monómeros) no pudo producirse tal y como proponía Oparin.Para unirse, estas moléculas necesitan un cemento, la arcilla, la cual actuaría como biocatalizador, permitiendo la unión de éstas, facilitando la polimerización.Una nueva hipótesis sostiene que podría haber la mica.

Polimerización de moléculas sencillas.

2.4. Fuentes hidrotermales: La vida se originó en el fondo de los océanos, en las fuentes hidrotermales,próximas a las dorsales submarinas, con una temperatura de 200 ºC,la pirita presente habría actuado de cemento.

2.5. El mundo ARN:Se cree que el Ácido Ribonucleico fue la primera biomolécula con capacidad de archivo y catalítica. Se formó en los mares primitivos. Su posterior evolución dio lugar al ADN, la cual es una molécula más estable, las posibles funciones catalíticas serían llevadas a cabo por proteínas.

Molécula de ARN.Molécula de ADN.

3. Las primeras células: evolución celular:

Surgieron en la Tierra hace 3800 m.a. Se cree que el instante decisivo para el origen de las células fue la aparición de una membrana, la cual separa el medio externo del interno, lo que permite a la célula tener un metabolismo rudimentario.Las primeras células fueron heterótrofas anaerobias fermentadoras (obtienen energía con ausencia de oxígeno). Después estas evolucionaron hasta llegar a las cianobacterias que obtienen energía a través de la fotosíntesis. Teoría endosimbionte: la célula de las células eucariotas se llama urcariota, pudo ser la hospedadora de endosimbiontes bacterianos.

Esquema de la Teoría Endosimbionte.

4.Evolución de los seres vivos:

4.1. Antiguas teorías sobre el origen de las especies:-El fijismo o creacionismo: teoría que propone que las especies no cambian, sino que se mantienen básicamente invariables a lo largo del tiempo desde la Creación.

-El catastrofismo: cada cataclismo geológico destruye las especies existentes, de forma que se produce posteriormente una creación de nuevas especies.

-Hipótesis evolucionista de Lamarck: se denomina transformista y supone que las especies evolucionan al transformarse gradualmente unas en otras. Ésta hipótesis se basa en dos puntos: 1. La función crea el órgano. 2. Los caracteres adquiridos se heredan.

Teoría de la evolución de Darwin-Wallace

• Ambos científicos compartieron sus descubrimientos y los presentaron a la Sociedad Lineana de Londres en 1858; Darwin publicó su obra El origen de las especies por medio de la selección natural en 1859

• La teoría se basa en:1. Elevada capacidad reproductora de los seres vivos. En una población nacen

mas individuos de los necesarios, pero la limitación de recursos (alimentos y una pareja para reproducirse) lo contrarrestan.

2. Variabilidad de las poblaciones. Dependiendo de las características que heredan tendrán mas posibilidades para sobrevivir y aparearse.

3. Selección natural. En un ambiente hostil, los individuos menos adaptados son eliminados quedando los mas adaptados a la hora de reproducirse y heredar sus genes.

4. Las especies evolucionan. Las variaciones acumuladas debido a la selección natural originaran nuevas especies.

Neodarwinismo• Después de la teoría de Darwin quedó la incógnita de cómo se transmiten los

caracteres heredables.• Hasta el siglo XX la teoría de la evolución quedó paralizada• Mendel estableció las leyes de la herencia de genes:

1. Ley de la uniformidad: Establece que si se cruzan dos razas puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí fenotípica y genotípicamente e iguales genotípicamente a uno de los progenitores.

2. Ley de la segregación: Establece que durante la formación de los gametos, cada alelo de un par se separa del otro miembro para determinar la constitución genética del gameto filial. Es muy habitual representar las posibilidades de hibridación mediante un cuadro de Punnett. Mendel obtuvo esta ley al cruzar diferentes variedades de individuos heterocigotos (diploides con dos variantes alélicas del mismo gen: Aa), y pudo observar en sus experimentos que obtenía muchos guisantes con características de piel amarilla y otros (menos) con características de piel verde, comprobó que la proporción era de 3:4 de color amarilla y 1:4 de color verde (3:1).

3. Ley de la recombinación independiente de los factores: En ocasiones es descrita como la 2ª Ley. Mendel concluyó que diferentes rasgos son heredados independientemente unos de otros, no existe relación entre ellos, por lo tanto el patrón de herencia de un rasgo no afectará al patrón de herencia de otro. Sólo se cumple en aquellos genes que no están ligados (en diferentes cromosomas) o que están en regiones muy separadas del mismo cromosoma. Es decir, siguen las proporciones 9:3:3:1.

• En 1865 se lleva a cabo una síntesis entre las teorías de Darwin y Mendel; Teoría sintética de la evolución.

• Según el neodarwinismo de T. Dobzhansky:1. Existe una variabilidad genética causada por la mutaciones y por la

recombinación genética de la reproducción sexual.2. La selección natural actúa como base evolutiva, eliminando los genotipos

menos ventajosos frente al ambiente.

Nuevas teorías sobre la evolución

• Neutralismo: (Mooto Kimura, científico japonés) lo que hace que las poblaciones varíen no es la selección natural , sino el puro azar, pudiendo mutar un gen sin ninguna repercusión beneficiosa

• Equilibrio puntuado: (Stephen J. Gould, arqueólogo), plantea que la ausencia de pasos intermedios en el registro fósil no se debe a que sea incompleto, sino que, habrían evolucionado “a saltos”.

PSEUDOCIENCIA

• El diseño inteligente: movimiento que se extendió en EE.UU. en 1987 por el cual el ser humano había sido creado por un diseñador inteligente, Dios, volviendo a las teorías creacionistas.

Evidencias de la evolución • Evidencias clásicas:

1. Morfológicas: semejanzas y diferencias que presenta un mismo órgano en especies diferentes.

-Órganos homólogos son el resultado de la evolución divergente como consecuencia de la adaptación de un mismo órgano a funciones diferentes.

-Órganos análogos son el resultado de la evolución convergente, diferentes órganos se adaptan a una misma función.

2. Paleontológicas: Los fósiles nos permiten estudiar las formas de vida que existieron en el pasado y conocer su relación evolutiva con las formas de vida actuales.

3. Embriológicas: Estos estudios han descubierto que los embriones de distintas clases de vertebrados son muy semejantes entre sí en las primeras fases del desarrollo y se van diferenciando gradualmente. Se dice que el desarrollo embrionario de un animal resume la evolución de su especie.

4. Taxonómicas: El sistema de clasificación se hace agrupando organismos que tienen características semejantes, consecuencia de un origén evolutivo común.

• Evidencias recientes1. Bioquímica comparada y biología celular: El código genético es

universal sólo con algunas variaciones, y la molécula de ATP es común a todo organismo (proporciona energía metabólica a las células.

2. Secuencias de proteínas y ADN: al comparar secuencias de nucleótidos de un mismo gen o las secuencias de aminoácidos de una misma proteína en diferentes especies se pone de manifiesto la existencia de unas semejanzas, mayores en especies mas cercanas evolutivamente.

3. Hibridación de ADN: Se basa en la capacidad del ADN para renaturalizarse y recomponer los puentes de hidrógeno entre las bases de sus cadenas tras haber sido sometido a un proceso de desnaturalización mediante el calor.

4. Estudio bandeado cromosómico: El bandeado cromosómico consiste en el estudio de la diferenciación longitudinal y la caracterización de cada par de cromosomas, pudiendo establecer homologías cromosómicas entere diferentes especies.

5. Análisis inmunológico: La introducción de un antígeno en un organismo da lugar a la producción de anticuerpos, que se pueden unir a los antígenos en una reacción de aglutinación cuya intensidad depende del grado de parentesco evolutivo entre las especies.

El resultado de la evolución: biodiversidad Una especie es la unidad natural de clasificación de las distintas formas de vida que pueblan

la Tierra y el conjunto de organismos que tienen semejanzas morfológicas, pueden reproducirse dando lugar a una descendencia fértil y presentan un aislamiento reproductivo con otras especies.

Proceso de especiación. Los individuos de una especie suelen estar agrupados formando poblaciones, dentro de las cuales se lleva a cabo la reproducción.

Existen distintos factores que pueden favorecer el aislamiento reproductivo entre poblaciones de una misma especie, dando lugar a varias de ellas, esto es la especiación. El factor más influyente es el aislamiento geográfico; aparición de nuevas islas, la deriva continental, etc.

• La clasificación de los seres vivos

Cada unidad de clasificación se llama taxón, cuya nomenclatura se hace mediante una palabra , excepto la especie, para la que se usa un sistema binominal.

Categorías taxonómicas: Las especies semejantes se

agrupan en un mismo género, los géneros se agrupan en familias, las familias en órdenes, los órdenes en clases, las clases en Phylum y estos en reinos.

El origen de la especie humana

El ser humano, Homo Sapiens, constituye la única especie viva de la familia de los homínidos, dentro del orden de los primates.

• El orden Primates.

Su origen remonta a hace unos 75 m.a. Sus características mas importantes son:

1. Extremidades anteriorres con gran movilidad

2. Visión extereoscópica

3. Sistema digestivo poco especializado que les permite alimentarse de una dieta relativamente variada

4. Número de descendientes muy limitado y con gran dependencia de la madre

• Cambios genéticos condicionantes de la especie humana

• Proceso de hominización: (hace unos 3 y 2,5 m.a.):1. Se adopta una postura bípeda que permite la visión por encima de

las hierbas de la sabana, atravesar pequeños ríos y trepar árboles.

2. Las extremidades inferiores se hacen mas largas, la pelvis se ensancha y acorta, el fémur se dirige hacia adentro y la articulación de la rodilla se modifica para favorecer la posición erecta. El dedo pulgar del pie deja de ser oponible y la columna vertebral cobra forma de “S”.

3. Las manos adquieren mayor movilidad y consiguen una mayor precisión.

4. La dieta se diversifica e incluye el consumo de carne lo que da lugar a a la remodelación de la dentición.

5. El aumento del grado de encefalización.

La evolución de los homínidos:

El árbol de la evolución humana:

Esquema de la evolución de los homínidos en la que se aprecia el aumento del grado de especialización