Cultura Científica . 1º de Bachillerato

La Vida

3.2 - Teorías sobre el origen de la vida
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Características de los seres vivos actuales

Actualmente todos los seres vivos...

  • Formados por células
  • Medio interior y exterior acuoso
  • Formados por compuestos orgánicos
  • Los compuestos orgánicos dan polímeros (Proteínas y ácidos nucleicos)
  • Membrana externa de lípidos
  • Proteínas catalíticas
  • ADN como información celular (ARN como intermediario)
  • Se nutren, relacionan, reproducen y evolucionan

Esta estructura es demasiado complicada para ser la inicial

 


Pruebas fósiles del origen de la vida

Se supone que ya había seres vivos hace 3.500 millones de años. Fósiles de estructuras parecidas a bacterias
Las líneas actuales de seres vivos se separaron en esa época (Arqueas, bacterias y eucariotas) LUCA (Last universal common ancestor) vivió en ese periodo y ya era muy complejo.

Probablemente seres primitivos hace 4.000 ma o más cuando la Tierra era bombardeada por meteoritos. Última etapa de bombardeo de meteoritos fue 3850 ma.

Hay indicios de probables compuestos de origen biológico hace 3800 ma

Teorías sobre el origen y evolución de la vida

En principio las teorías parecían tener principios muy sólidos con la hipótesis de Oparín y el experimento de Miller.

Hipótesis de Oparín

En la Tierra primitiva había compuestos reductores; metano, amoniaco, agua, hidrógeno...
Con alguna fuente de energía como descargas eléctricas de rayos y radiación ultravioleta dieron lugar a moléculas orgánicas, como aminoácidos
Las moléculas se polimerizaron y autoensmblaron para formar las primeras células

Oparin

Experimento de Miller

Experimento clásico para comprobar la viabilidad de la hipótesis de Oparin.

Reprodujo las características supuestas de la atmósfera e hidrosfera terrestre y se formaron compuestoa orgánicos muchos de los cuales se encuentran actualmente en los seres vivos.

En principio un modo muy plausible de aparición de la vida pero luego han surgido muchas dificultades
- Atmósfera primitiva no parece tan reductora
- Formación de polímeros; proteinas y ácidos nucleicos
- Formación de membranas

Ahora muchísimas teorías que compien por explicar diferentes aspectos de el origen y evolución de los primeros seres vivos

Fases que parecen claras

Formación de materia orgánica Se forme meteria orgánica a partir de inorgánica Varias teorías que tratan de explicar esta conversión
- Agua superficial charcos o mareas
- Humeros hidrotermales
- Arcillas
- Cuerpor extraterrestre . Cometas Asteroides
Organización de materia orgánica Los compuestos orgánicos crean macromoléculas Varios modelos en dos grandes líneas
- Primero se forman relaciones metabólicas y luego información
- Primero se crea la información para el metabolismo
Formación de células y evolución Fase desconocida   Células aisladas permite la selección natural y la evolución
Fase de ARN ARN como enzimas e información Fase de ARN exclusivo
Fase de ARN y proteínas . Ribosomas
Fase de Proteínas y ADN

Proteínas como compuestos enzimáticos principales

ADN como almacén de la información

Información genética en forma de ADN más estable
Metabolismo por proteínas más activas y regulables

Evolución de los tres grupos actruales: arqueas, bacterias, eucariotas

Principales problemas a los que se enfrentan las teorías actuales sobre el origen de la vida

Problemas con la generación de la materia orgánica

No se conocen mecanismos que permitan la creación todos los de los componentes de los seres vivos.
Unos experimentos que simulan condiciones supuestamente primitivas forman unos y otros otras

No se entiende su concentración en cantidades suficientes

Problemas con organización de la materia orgánica hasta el estado de una célula funcional

El problema del huevo o la gallina con ADN y proteínas

En la actualidad los seres vivos tienen información en forma de ADN que codifica para proteínas
Las proteínas realizan las funciones celulares incluida la replicación de ADN y la síntesis de proteínas

Sin ADN no pueden formarse proteínas
Sin proteínas no puede copiarse el ADN ni fabricarse proteínas

Dado lo complejos que son estos comnpuestos no pueden haberse formado simultáneamente

Debe haber etapas anteriores al ADN y las proteínas

 

Problemas para discutir las teorías del origen de la vida con alumnos de primero de bachillerato

Hay que tener un nivel alto de conocimientos de
- Biología y bioquímica
- Genética molecular y metabolismo

- Química

No al alcance de alumnos de primero de bachillerato de Cultura Científica así que os tenéis que creer los que os digan

Principales grupos de hipótesis actuales

  • Sopa primigenia
  • Humeros termales
  • Panspermia

Sopa primigenia

Síntesis en frío

Tierra primitiva con atmósfera reductora
Metano Amoniaco Nitrógeno Hidrógeno

Rayos y radiación ultravileta generan materia orgánica

La m ateria orgánica se acumula en charcos de marea o lagos

Se organiza en células

Se inicia la evolución biológica

A favor

  • Experimento de Miller y teoría de Oparín (muy famoso)

En contra

  • Atmósfera primitiva parece que no era muy reductora. Tenía CO2 y N2
  • No se forman algunos compuestos importantes para los seres vivos

Por explicar

  • Organización en células

 


Humeros termales

 

Dorsales oceánicas o zonas volcánicas submarinas con energía química

Se organiza en células

Se inicia la evolución biológica

A favor

  • Grandes grupos de seres vivos con representantes termófilos
  • Elementos de seres vivo como en humeros: Sulfuros, fosfatos...

En contra

  • Síntesis de compuestos
  • Concentración suficiente de sustancias

Por explicar

  • Organización en células

 

Una variación sobre esta teoría propone que estos humeros fueran de zonas continenteales volcánicas o de puntos calientes

Evita los aspectos en contra apuntados anteriormente


Panspermia

Origen extraterrestre

Existe una panspermia molecular que proponje el origen extraterrestre de alguna moléculas biológicas y una panspermia celular que propone el origen de algunos seres fuera de la Tierra y luego la colonizaron

Origen de la vida en otro planeta

Impacto lanza rocas con microorganismos al espacio

Meteoritos con microorganismos caen en la Tierra

Microorganismos se propagan y evolucionan en nuestro planeta

A favor

  • Microorganismos sobreviven en meteoritos
  • Permite otros ambientes más propicios a la aparición de moléculas orgánicas

En contra

  • Poca probabilidad
  • Dificultad del viaje espacial y entrada en la atmósfera

Por explicar

  • Aplaza la explicación del origen de la vida a otro planeta
  • Organización en células

 


Vínculos  
Abiogénesis Origen de la vida en Wikipedia


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