Desde el origen del sistema solar La evolución – 2. La historia de la vida Desde el origen del sistema solar hasta la colonización de la tierra firme Dr. Andreas May

El origen de nuestro sistema planetario (I) La hipótesis aceptada es, que una gran nube de gas y polvo rotando lentamente empezó a contraerse por la gravitación. En su centro se formó el Sol.

El origen de nuestro sistema planetario (II) Alrededor del Sol se formaron cuerpos sólidos más y más grandes, hasta que finalmente los planetas existieron. Se cree que hace 4.500 millones de años un cuerpo del tamaño del Marte impactó la Tierra. La Tierra se fundió y la Luna se creó.

Nuestro sistema de planetas hoy

Primeras rocas – primera vida Las rocas más antiguas que conocemos de la Tierra tienen 4.000 millones de años. Los fósiles más antiguos conocidos de la Tierra tienen 3.500 millones de años. Son células pequeñas similares a bacterias. Desde estos inicios pequeños se desarrolló toda la diversidad y abundancia de la vida.

His-toria de la Tierra y la vida

El origen de la vida En algún momento entre 4.000 millones de años antes y 3.500 millones de años, la vida se originó por combinación de substancias químicas sin vida. Hoy en día el origen de la vida sería imposible, porque el oxigeno libre en atmósfera y agua destruye las substancias químicas.

La atmósfera primordial Documentos geológicos demuestran que la atmósfera primordial no contenía ningún (o casi ningún) oxigeno libre. Probablemente la atmósfera primordial contenía mucho más metano (CH4), amonio (NH3) y hidrogeno (H2) que hoy en día. Además, había mucho más radiación ultravioleta, rayos y erupciones volcánicas.

Un experimento importante En 1953, Miller y Urey crearon en el laboratorio condiciones comparables a la atmósfera primordial. Su aparato producía diferentes aminoácidos y otras substancias orgánicas conocidas de organismos que viven en la actualidad.

Una hipótesis sobre el origen de la vida (I) Basada en el experimento anterior y otros experimentos, se desarrolló una hipótesis sobre el origen de la vida, que tiene los pasos siguientes: La síntesis abiótica de moléculas orgánicas pequeñas como (por ejemplo) aminoácidos.

Una hipótesis sobre el origen de la vida (II) 2. La fusión de estas moléculas pequeñas dando lugar a moléculas grandes como proteínas y ácido nucleico.

Una hipótesis sobre el origen de la vida (III) 3. El origen de moléculas que pueden auto-reproducirse. Así la herencia era posible. 4. Empaquetar todas estas moléculas en "protobiontas“, gotitas con membranas, que separaron lo de dentro de lo de fuera. Hay experimentos demuestran que estas "protobiontas“ pudieron crearse espontáneamente de moléculas orgánicas.

“Protobiontas” producidas en el laboratorio

Una hipótesis sobre el origen de la vida (IV) Estas “protobiontas” podían tener un metabolismo primitivo y una autorreplicación primitiva. La membrana evitaba, que las moléculas buenas se perdieran. De una de estas “protobiontas“ se pudo desarrollar la primera célula verdadera.

La histo-ria de la vida

La primera vida Los fósiles más antiguos proceden de rocas de Australia que tienen 3.500 millones de años. Son células pequeñas (Foto de la izquierda) similar a bacterias que existen hoy (Foto derecha).

Cianobacteria y oxigeno Hace probablemente más de 2.700 millones de años, las cianobacterias evolucionaron. Es un grupo relacionado con las bacterias, que hasta hoy son muy comunes. Las cianobacterias hacen fotosíntesis y así producen oxígeno libre. El primer oxígeno libre producido por cianobacterias causaba la precipitación de menas de hierro ribeteado. Esas menas son depósitos de hierro muy importantes.

Mena de hierro ribeteado Mena de hierro ribeteado. Michigan, 2.000 millones de años.

Oxigeno libre (I) Paso a paso, el oxigeno libre se acumulaba en el aire y el agua. Muchos organismos antiguos murieron, envenenados por el oxigeno. Algunos sobreviven hasta hoy en ambientes sin oxigeno libre.

Oxigeno libre (II) Otros organismos inventaron la respiración celular con oxigeno, que es mas eficaz que los metabolismos antiguos. La respiración celular con oxigeno permitió el desarrollo de la célula eucariótica, que es mucho más compleja que la células de las bacterias y cianobacterias.

Desarrollo de la célula eucariótica Hay muchas pistas que sugieren, que muchas de las estructuras de la célula eucariótica son el resultado de una simbiosis íntima. Probablemente una célula con núcleo incorporó otras bacterias que desde entonces colaboran con la célula principal.

Grupos de eucariota Los fósiles más antiguas de células eucarióticas tienen 2.100 millones de años. Son células aisladas. De estos eucariota unicelulares se desarrollaron independientemente los grandes grupos de eucariota multicelulares: los animales, las plantas y los hongos.

Historia de eucariota

La radiación de los animales en el Cámbrico (I) Aunque ya había animales antes, una “explosión” de la diversidad y abundancia de los fósiles de animales tuvo lugar durante el Cámbrico, desde 543 millones de años hasta 510 millones de años. Al final del Cámbrico existieron todos los grupos importantes de animales marinos.

La radiación de los animales en el Cámbrico (II)

Animales marines del Cámbrico Algunos de los animales que evolucionaron durante la explosión Cámbrica. Este dibujo está basado en fósiles recogidos en Burgess Shale en British Columbia, Cánada.

La colonización de la tierra firme en el Devónico (I) La colonización de la tierra firme tuvo lugar en el Devónico, desde hace 417 millones de años hasta 354 millones de años. Antes del Devónico, toda la vida estaba en el agua (el mar y algunos ríos). Durante el Devónico salieron a la tierra las plantas, los insectos, las arañas y los anfibios.

Una planta del Devónico temprano Rhynia gwynne-vaughanii

Árboles en el Devónico tardío En el inicio del Devónico, las plantas eran pequeñas, como hierbas. Al final del Devónico había árboles grandes, que formaron bosques. A la izquierda se ve las hojas de un árbol del Devónico tardío ( Archaeopteris).

El camino a los primeros anfibios

El primer vertebrado, que vivía en la tierra firme, era este anfibio que vivió en el Devónico tardío. Se llama Ichthyostega.

Después del Devónico Después del Devónico la vida colonizó todos los ambientes terrestres. Ya en el Carbonífero, que sigue al Devónico, había bosques abundantes, libélulas gigantes y reptiles. De los reptiles se desarrollaron los dinosaurios, los mamíferos y las aves.

Bosque del Carbonífero

His-toria de la Tierra y la vida