SANDRA LILIANA PARRA ARIASLICENCIADA EN BIOLOGIAUNIVERSIDAD PEDAGOGICA NACIONALESPECIALISTA EN GERENCIA DEL MEDIO AMBIENTE Y PREVENCION DE DESASTRESUNIVERSIDAD SERGIO ARBOLEDA

•Los científicos intentan explicar el origen del Universo con diversas

teorías.Las más aceptadas son la del Big Bang y la teoría

Inflacionaria, que se complementan.

Solo el hombre tiene la capacidad de tener el concepto de lo “contrario”, blanco-

negro, claro-oscuro, bueno-malo, bello-feo, por lo que le es natural que maneje

dos conceptos totalmente opuestos como lo es la ciencia con la religión. El fundamento de la ciencia es el

experimento, solo “cree” en lo medible, lo que se ve, lo que se oye, lo que se

huele, lo que se degusta, lo que se palpa, lo que se pesa. La religión es todo lo

contrario, su fundamento es la fe, es el tener la creencia de lo que se espera, la convicción de lo que no se ve, de lo que

hasta cierto punto es inexplicable

La teoría del Big Bang o gran explosión, supone que, hace

entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la

materia del UNIVERSO estaba concentrada en una zona

extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La

MATERIA salió impulsada con gran energía en todas

direcciones.

• Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad".

Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las

primeras estrellas y las primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante

movimiento y evolución

  

 E t a p a s   d e   l a   E v o l u c i ó n

 Big Bang Densidad infinita, volumen cero.

 10-43 segs. Fuerzas no diferenciadas

 10-34 segs. Sopa de partículas elementales

 10-10 segs. Se forman protones y neutrones

 1 seg. 10.000.000.000 º. Tamaño Sol

 3 minutos 1.000.000.000 º. Nucleos

 30 minutos 300.000.000 º. Plasma

 300.000 años Átomos. Universo transparente

 106 años Gérmenes de galaxias

 108 años Primeras galaxias

 109 años Estrellas. El resto, se enfría.

 5x109 años Formación de la Vía Láctea

 1010 años Sistema Solar y Tierra

Intenta explicar los primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.

Supone que una fuerza única se dividió en las

cuatro que ahora conocemos, produciendo

el origen al Universo.

• El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las galaxias, el Universo todavía crece.

• No se puede imaginar el Big Bang como la explosión de un punto de

materia en el vacío, porque en este punto se concentraban toda la

materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni "fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se expanden con el

Universo.

• Unos siglos la atrás, la respuesta a como aparece la vida sería muy sencilla: GENERACIÓN ESPONTÁNEA. La vida surge a partir de la no vida.

• Jean-Baptiste de Lamarck publica en 1809 su célebre Filosofía zoológica y coloca a la generación espontánea como el punto de partida de la evolución biológica.

• Biblia: El hombre surge a partir del barro (tierra y agua).Aristóteles (s. IV A.D.C.): Los animales pueden originarse en el suelo.Virgilio (s. II A.D.C): Las abejas se originan a partir de la miel.Edad Media, la Alquimia ofrece "recetas" para producir animales, s.XVII un célebre médico alquimista, van Helmont recetaba:

•"El agua de la fuente más pura, colocada en un recipiente impregnado por el aroma de un fermento, se enmohece y engendra gusanos. Los olores que se elevan desde el fondo de los pantanos producen ranas, babosas, sanguijuelas, hierbas... Hagan un agujero en un ladrillo, introduzcan [allí] albahaca triturada, coloquen un segundo ladrillo sobre el primero de modo de cubrir totalmente el agujero, expongan los dos ladrillos al sol y, al cabo de algunos días, el olor de la albahaca, actuando como fermento, transformará [a la hierba] en verdaderos escorpiones".

ORIGEN DE LO

VIVO

Cuando la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años, era una inmensa bola incandescente en la que los distintos elementos se colocaron según su densidad, de forma que los más densos se hundieron hacia el interior de la Tierra y formaron el núcleo, y los más ligeros salieron hacia el exterior formando una capa gaseosa alrededor de la parte sólida, la protoatmósfera, en la que había gases como el metano, el amoníaco, el hidrógeno y el vapor de agua.

• Los biólogos en general aceptan la idea que la vida se origina a partir de materia inanimada en un proceso que se denomina evolución química, el cual se debe haber desarrollado en varias etapas.

A pesar de que nunca se sabrá con certeza... las condiciones de la tierra primitiva, distaban

mucho de las actuales.  Astrofísicos y geólogos

calculan la edad de la tierra en 4600 millones de años.

• Dióxido de Carbono (CO2)• Monóxido de Carbono (CO)• Vapor de Agua (H2O)• Hidrógeno (H)• Nitrógeno (N2)• También es posible que hubiera Amoníaco (NH3),

Sulfuro de Hidrógeno (H2S) y Metano (CH4). Es probable que tuviera poco o nada de oxígeno (O2).

Para la evolución química de la vida se necesitaban 4 requerimientos

Ya que al ser muy reactivo hubiera oxidado las moléculas orgánicas que son esenciales para la vida.

la tierra primitiva era una lugar caracterizado por la presencia de vulcanismo generalizado, tormentas

eléctricas, bombardeo de meteoritos e intensa radiación, especialmente ultravioleta

Que funcionaran como "bloques de

construcción químicos": agua, minerales

inorgánicos y gases.

la edad de la tierra se calcula en 4600 millones de años y los vestigios de vida mas antiguos datan de 3.800 millones de años, de modo que la "vida" tardo solo unos 800 millones de años en formarse. 

Estos gases estaban sometidos a intensas radiaciones ultravioletas (UV) provenientes del

Sol y a fuertes descargas eléctricas que se daban en la propia atmósfera, como si fueran gigantescos relámpagos. Por efecto de estas energías, esos gases sencillos empezaron a

reaccionar entre sí dando lugar a moléculas más complejas; al mismo tiempo la Tierra empezó a

enfriarse, y comenzó a llover de forma torrencial y estas lluvias arrastraron las moléculas de la

atmósfera hacia los primitivos mares que se iban formando.

Esos mares primitivos estaban muy calientes y este calor hizo que las

moléculas siguieran reaccionando entre sí, apareciendo nuevas moléculas cada

vez más complejas. Oparin llamó a estos mares cargados de moléculas el

caldo nutritivo o sopa primordial. Algunas de esas moléculas se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeñas esferas llamadas

coacervados.

• Este proceso continuó hasta que apareció una molécula que fue capaz de dejar

copias de sí misma, es decir, algo parecido a reproducirse; esta molécula sería algo

similar a un ácido nucleico. Los coacervados que tenían el ácido nucleico

empezaron a mantenerse en el medio aislándose para no reaccionar con otras moléculas, y finalmente empezarían a

intercambiar materia y energía con el medio, dando lugar a primitivas células.

• Estas primeras células se extenderían por los mares, dando comienzo un proceso que aún sigue funcionando hoy en día, el proceso de evolución biológica, responsable de que hace que a partir de seres vivos más sencillos vayan surgiendo seres vivos cada vez más complejos, y que es la causa de la gran diversidad de seres vivos que han poblado y pueblan actualmente la Tierra, lo que hoy llamamos la biodiversidad.

En 1950 un estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, comprobó la hipótesis de Oparín. Miller demostró en el laboratorio, utilizando un aparato diseñado por él, la posibilidad de que se formaran espontáneamente moléculas orgánicas.

Hoy día existe una variante de la teoría química del origen de la célula que es la teoría del

origen extraterrestre, que asume los principios de la teoría de Oparin con la diferencia de

proponer que la molécula replicante, ese ácido nucleico primitivo capaz de autocopiarse, no surgió en los mares primordiales terrestres,

sino que se originó en alguna nebulosa próxima a la Tierra o en la propia nebulosa que originó el Sistema Solar, y llegó a la Tierra en algún

meteorito, integrándose en el proceso de evolución química que ya se daba en la Tierra.

Carl Woese (1980) denominó protobionte o progenote al antepasado común de todos los organismos y representaría la unidad viviente más primitiva, pero dotada ya de la maquinaria necesaria para realizar la transcripción y la traducción genética. De este tronco común surgirían en la evolución tres modelos de células procariotas: Arqueobacterias, Urcariotas y Eubacterias.

• Durante un período de más de 2.000 millones de años, solamente existieron estas formas celulares (procariotas), por lo que se puede pensar que se adaptaron a vivir en todos los ambientes posibles y “ensayaron” todos los posibles mecanismos para realizar su metabolismo.

  • Las primeras células serían heterótrofas anaerobias,

utilizarían como alimento las moléculas orgánicas presentes en el medio. Como estas moléculas terminarían por agotarse, podría haber ocurrido una primera crisis ecológica, si no hubiera sido porque en algún momento de la evolución celular...

• Algunas células “aprendieron” a fabricar las moléculas orgánicas mediante la fijación y reducción del CO2. Se iniciaba así la fotosíntesis, como un proceso de nutrición autótrofa. El empleo del agua en la fotosíntesis como donante de electrones, tuvo como origen la liberación de O2 y por tanto la transformación de la atmósfera reductora en la atmósfera oxidante que hoy conocemos. Empezó una evolución química con el oxígeno que causaría la muerte de muchas formas celulares para las que el oxígeno era un veneno, otras se adaptarían a su presencia y...

• Algunas células aprendieron a utilizar el oxígeno para sus reacciones metabólicas, lo que dio lugar a la respiración aerobia, realizando una nutrición heterótrofa aerobia.

•Estas formas celulares tienen organización procariota y son de pequeño tamaño. A partir de ellas, se piensa que evolucionaron las células eucariotas.

 

Lynn Margulis, en su teoría endosimbiótica propone que se originaron a partir de una primitiva célula procariota, que perdió su pared celular, lo que le permitió aumentar de tamaño, esta primitiva célula conocida con el nombre de urcariota, en un momento dado, englobó a otras células procariotas, estableciéndose entre ambas una relación endosimbionte.

• Algunas fueron las precursoras de los peroxisomas, con capacidad para eliminar sustancias tóxicas formadas por el creciente aumento de oxígeno en la atmósfera. Otras fueron las precursoras de las mitocondrias, encargadas en un principio de proteger a la célula huésped contra su propio oxígeno. Por último, algunas células procariotas fueron las precursoras de los cloroplastos. Apoya la teoría endosimbiótica del origen de la célula eucariota, el hecho de que mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en muchas características y se reproducen por división. Poseen su propio ADN y poseen ARN ribosómicos semejantes a los de las bacterias.

• Hace unos 2.000 millones de años, las cianobacterias habían producido suficiente oxígeno para modificar la atmósfera terrestre sustancialmente. Muchos anaerobios obligados (aquellos que no viven en presencia de oxígeno) fueron dañados por el oxígeno, algunos desarrollaron modos de neutralizarlo o se restringieron a vivir en áreas donde este no penetra.

• Algunos organismos aerobios se adaptaron a  vivir desarrollando una vía respiratoria que utilizaba el oxígeno para extraer más energía de los alimentos y transformarla en ATP. La respiración aerobia se incorpora así al proceso anaerobio ya existente de la glucólisis.

• Los organismos que usan el O2 obtienen mas energía de 1 molécula de glucosa que la que obtienen los anaerobios por fermentación, por lo tanto son mucho mas eficientes.

• El O2 liberado a la atmósfera era tóxico par los anaerobios obligados, que se confinaron a áreas restringidas.

• Se estabilizó el oxígeno y el dióxido de Carbono en la atmósfera, y por lo tanto el Carbono empezó a circular por la ecósfera.E

• n la atmósfera superior el O2 reaccionó para formar OZONO (O3) que se acumuló hasta formar una capa que envolvió a la tierra e impidió que las radiaciones ultravioletas del sol llegaran a la tierra... pero con su ausencia disminuyó la síntesis abiótica de moléculas orgánicas.

En vez de digerir al pequeño organismo, el grande y el pequeño entraron en un tipo de simbiosis conocida como mutualismo en el cual ambos se benefician y ninguno es dañando.

GRACIAS