Tema 4. El origen de la vida CLAVES PARA ENTENDER LA VIDA Y LA EVOLUCIÓN

ÍNDICE La receta de la vida Definiendo la vida El origen de la materia para la vida ¿Creacionismo o evolucionismo? La evolución y sus pruebas Cómo explicamos la evolución Extinciones Origen y evolución del ser humano

La receta de la vida Todos los seres vivos que pueblan nuestro planeta tienen varias cosas en común: Una organización interna común (células). Son capaces de reproducirse. Necesitan energía para realizar sus funciones vitales: Fotosíntesis: conjunto de reacciones en las células autótrofas, que genera materia orgánica. Quimiosíntesis: conjunto de reacciones en determinados organismos no fotosintéticos que consiguen energía a partir de compuestos químicos, sin intervención de la luz. Es propia de algunas bacterias. Respiración celular: conjunto de reacciones que, aprovechando la materia orgánica fabricada a través de la fotosíntesis y transferida a través de las cadenas tróficas, consigue la energía necesaria. Fermentación: reacciones químicas que degradan la materia orgánica para la obtención de energía en ausencia de oxígeno. Una composición química similar: Bioelementos: C, H, O, N y además S y P. Biomoléculas: inorgánicas, como agua y sales, y orgánicas, como los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Estos básicamente formados por C, que con el agua forma el 98 % de nuestro organismo.

El origen de la materia para la vida ¿De dónde procede el carbono? Emisiones de dióxido de carbono procedentes del interior de la Tierra. ¿De dónde procede el agua? Aún se discute su origen, pero se acepta que viajó en asteroides procedentes de órbitas más externas.

Obtención de materia y energía Fotosíntesis Respiración celular

Definiendo la vida Actividad: elaboramos nuestra propia definición de la VIDA.

Definiendo la vida “La vida es desequilibrio”. De Duve “La vida es una región donde se incrementa el orden en ciclos movidos por un flujo de energía”. Carl Sagan “Una zona separada del medio, que incluye una fuente de energía, que se adapta al medio y evoluciona, y que es capaz de reproducirse”. Shapiro. “La vida es información y ADN replicable (mediante proteínas), al abrigo de una membrana.” McKay “La vida es un objeto complejo que contiene información, se reproduce y evoluciona por selección natural”. Orgel. “Por lo complicada que es, casi un milagro”. Crick.

Un escenario para la vida Un interior muy caliente. Vulcanismo muy intenso, casi todo submarino, que originó mares cálidos donde se desarrollaron los primeros organismos sin necesidad de la energía solar. Una atmósfera densa sin oxígeno en un planeta oceánico. Al no haber oxígeno no había ozono ni protección contra los rayos UV. La vida no podía prosperar salvo con la protección de un gran espesor de agua.

Un experimento histórico. El origen de la vida según OPARIN

Otras hipótesis Panspermia. La vida pudo llegar desde el espacio, dado que se han encontrado moléculas orgánicas en otros puntos del universo. Hipótesis metabólica. Pequeñas moléculas sencillas se aislaron del medio con una membrana, iniciando una serie de procesos químicos de complejidad creciente hasta que la unidad se reprodujo. Mundo ARN. Algunos bioquímicos actuales proponen que algunas moléculas de ARN surgidas al azar, y capaces de replicarse mediante mutaciones, comenzaron la cadena de la evolución.

La vida, en el principio y ahora Aunque aún no se sabe cuáles y cómo pudieron ser las primeras moléculas capaces de autorreplicarse, si se puede saber que la vida dejó su huella en las rocas más antiguas de la Tierra, cuya edad, calculada a partir de la datación con isótopos de carbono, sería de unos 4.000 millones de años. Medición de isótopos como método de datación Los isótopos son átomos de un mismo elemento químico que tienen masas diferentes. Algunos son más estables que otros, siendo éstos los más útiles en datación porque se desintegran a lo largo del tiempo con una velocidad constante. En el caso de las rocas más primitivas se usó el carbono 12 y el carbono 13 presentes en los carbonatos. Estromatolitos

Creacionismo y evolucionismo Se trata de las dos grandes corrientes de pensamiento que intentan explicar el origen de las especies en nuestro planeta. Creacionismo, fijismo y catastrofismo. Van de la mano y explican la creación directa de las especies, tal y cómo las conocemos. Las especies serían eliminadas en sucesivas catástrofes, creándose otras nuevas. Evolucionismo. Explica que las especies se suceden unas a otras a lo largo de la historia de la Tierra, mediante acumulación de pequeñas diferencias que aparecen entre una generación y la siguiente.

La evolución y sus pruebas Taxonómicas. Agrupación por características comunes. Biogeográficas. Mapas de distribución de las especies. Endemismos. Anatómicas. Órganos análogos, homólogos y vestigiales. Evolución divergente y convergente. Paleontológicas. Series de fósiles. Eslabones intermedios. Embriológicas. Principio de recapitulación. Bioquímicas: Secuencias de proteínas y de ADN Hibridación del ADN Bandeado cromosómico Análisis inmunológico o serológico

¿Cómo explicamos la evolución? Selección natural. Debemos esta idea a Darwin, siglo XIX. Se basa en la supervivencia de los más aptos frente a las condiciones del medio. Selección artificial. El ser humano selecciona en los animales y plantas domésticos aquellos caracteres que le parecen más interesantes permitiendo la reproducción de estos ejemplares. Radiaciones evolutivas. Hay momentos en la historia de la Tierra en los que el ritmo de renovación de especies se incrementa (aparición y extinción). Estos periodos suelen coincidir con pangeas, dado que la unión de continentes aumenta la competencia y por tanto, la lucha por la supervivencia.

Las extinciones Primera extincion -435 millones de años (paleozoico-era primaria). Una larga glaciación casi acaba con la vida marina, algunos peces sobreviven y los invertebrados pagan un duro tributo. Segunda extinción -367 millones de años (devónico). Desaparecen un gran número de especies de peces y el 70 % de los invertebrados marinos. Tercera extinción -245 millones de años (en la frontera de la era primaria y secundaria). La más dramática de todas ya que perecieron el 90 % de todas las especies marinas y terrestres, en ellos, el 98 % de los crinoideos, 78 % de los braquiópodos, 76 % de los briozoos, 71 % de cefalópodos, 21 familias de reptiles y 6 de anfibios, además de un gran número de insectos. Los conocidos trilobites desparecieron para siempre con esta extinción en masa. Cuarta extinción -210 millones de años (triásico). desaparecen el 75 % de los invertebrados marinos. Y se extinguen los reptiles mamiferianos, dando paso a los dinosaurios. Quinta extinción -65 millones de años (cretácico). Desaparecen los dinosaurios y los anmonites además de otro buen número de especies. Los mamíferos se extienden por los espacios terrestres y los peces se adueñan de los mares.

Por lo menos el 99.9 % de todas las especies de organismos que han existido están ahora extinguidas. Causas: - Cambios climáticos (vulcanismo muy activo, anoxia, elevación o caída brusca de las temperaturas) - Sucesos geológicos catastróficos (meteoritos) - Distribución en un solo lugar y la extrema especialización de las especies

A debate. La generación espontánea. Cómo se refuta. Teorías modernas sobre el origen de la vida. El creacionismo y catastrofismo. Evolucionismo. Lamarkismo. Evolucionismo. Darwinismo, Neodarwinismo. Nuevas teorías sobre la evolución. Neutralismo y equilibrio puntuado. Trabajaremos por grupos cada uno de estos temas, documentándonos sobre cada aspecto para poderlo defender frente a teorías opuestas, o argumentar en su favor para convencer a los más escépticos.

Origen y evolución del ser humano

Actividades Vídeos: El Origen de la vida. La Evolución biológica. Yacimiento de Atapuerca. Lecturas: Creacionismo y diseño inteligente. El Clan del Oso Cavernario. El Collar de Neanderthal.