EL ORIGEN DE LA VIDA Curso: Ciencia, Tecnología y Ambiente Universidad Interamericana de Puerto Rico Recinto de Guayama EL ORIGEN DE LA VIDA Profa: Evelyn Mújica Vazquez Catedrática Auxiliar de Biología Curso: Ciencia, Tecnología y Ambiente
Contenido Instrucciones Destreza Pre- Prueba Pensamiento actual sobre el origen de la vida El origen extraterrestre de la vida Actividad 1 El origen terrestre de la vida Actividad 2 Conclusión Post-Prueba Evaluación
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Destreza Evaluar una hipótesis mediante el análisis de las evidencias a favor y en contra encontradas
Pre- Prueba Selecciona la contestación correcta: 1. La hipótesis moderna de la panspermia fue propuesta por a. Oparín b. Miller c. Hoyle d. Tillery
2. El hallazgo del meteorito A L84001 representó un apoyo a la idea de la panspermia. a. Cierto b. Falso
3. La hipótesis de que la vida fue creada en la Tierra a partir de materiales no vivos está respaldada por los experimentos de : a. Oparín b. Miller c. Hoyle d. Tillery
4. El origen de la vida propuesto por Oparín es que a. los cometas podrían ser los sembradores de la vida al transportar esporas b. la vida microbiana puede soportar los rigores de un viaje espacial c. microorganismos congelados llegaron a la atmósfera y descendieron a la superficie d. en la atmósfera primitiva carente de oxígeno ocurrió una evolución química
5. El experimento que dio como resultado la formación de una serie de moléculas orgánicas y algunos aminoácidos fue el realizado por a. Oparín b. Miller c. Hoyle d. Tillery
6. Una objeción que se ha presentado a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y a las fuerzas involucradas en un impacto contra la tierra. a.Cierto b. Falso
7. El científico que afirmó que las condiciones que habrían de combinarse para que en una cálida laguna pudiera surgir vida son tantas, que dicho origen entraría en la categoría de milagro lo fue a. Crick b. Haldane c. Wickramasinghe d. Hoyle
8. Wickramasinghe afirmó que “la probabilidad de un ensamblaje espontáneo de la vida es equiparable a la de un tornado que a su paso por un patio lleno de material de deshecho, produjera un Boeing 747 listo para funcionar". a. Cierto b. Falso
9. El argumento de que la presencia de agua en Marte aumenta las probabilidades de que la vida, de una naturaleza similar a la nuestra, pudo haber existido allí, es uno que se ha utilizado para sustentar la teoría de la evolución química. a. Cierto b. Falso
El origen de la vida
Pensamiento actual sobre el origen de la vida Existen hoy dos principales hipótesis sobre el origen de la vida. La primera propone que la vida llegó a la Tierra de alguna fuente de origen extraterrestre. La segunda sostiene que la vida fue creada en la Tierra a partir de materiales no vivos.
El origen extraterrestre de la vida Se llamó Panspermia a la hipótesis que sugiere que las "semillas" o la esencia de la vida prevalecen diseminadas por todo el universo y que la vida comenzó en la Tierra gracias a la llegada de tales semillas a nuestro planeta.
Los astrónomos británicos Hoyle y Wickramasinghe, presentaron lo que se conoce como la hipótesis moderna de la panspermia. Ellos propusieron que los cometas podrían ser los sembradores de la vida, transportando esporas vitales de un sistema estelar a otro.
Chandra Wickramasinghe ha hecho importantes contribuciones a la teoría del polvo cósmico. En el 1974 propuso por primera vez la teoría de que el polvo en el espacio interestelar y en los cometas era principalmente orgánico. Hoyle El astrónomo Sir Fred Hoyle, que nació en el 1915 y murió en el 2001, fue uno de los astrofísicos más polémicos, y pese a ello ampliamente respetado. Hoyle desarrolló la teoría moderna de la panspermia junto a su estudiante Chandra Wickramasinghe, en el 1978. Wickramasinghe
¿ Cómo pudo ocurrir que los cometas trajeran la vida ? Si la cola de un cometa cargado de vida, llegase a barrer la Tierra, podría traspasar algunos de sus microorganismos congelados hacia la atmósfera desde donde podrían descender a la superficie de nuestro planeta. Así se podría explicar como comenzó la vida en la Tierra. ¿ Cómo pudo ocurrir que los cometas trajeran la vida ?
De acuerdo a Wickramasinghe la vida microbiana puede soportar los rigores de un viaje espacial y esto se ha demostrado con evidencias obtenidas de experimentaciones y observaciones.
Evidencias : Bacterias que fueron llevadas a la Luna por accidente en la Surveyor 3 en 1967, pudieron ser revividas sin dificultad cuando llegaron de vuelta a la Tierra tres años después.
Una objeción que se ha presentado a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y las fuerzas involucradas en un impacto contra la tierra. Sin embargo se conocen algunas especies de bacterias extremófilas en nuestro planeta capaces de soportar condiciones de radiación, temperatura y presión extremas que hacen pensar en que la vida pueda adquirir formas insospechadamente resistentes.
El concepto de que la vida surgió de fuentes extraterrestres recibió algún apoyo, tan recientemente como en el 1996, cuando se analizó un meteorito encontrado en la Antártica. (el ALH84001). El meteorito que pesa unas 4.2 libras ha sido analizado por investigadores de la NASA y la Universidad de Stanford.
El meteorito llamado el ALH84001 o Allan Hills 84001 es uno de origen marciano cuyo nombre proviene de Allan Hills, el área antártica donde fue encontrado, y de la fecha. El meteorito contiene el isótopo nitrógeno-15 en cantidades muy similares a las halladas en la atmósfera de Marte y desconocidas en el resto de lugares del Sistema Solar.
Se estima que el ALH84001 se formó en Marte hace 4 Se estima que el ALH84001 se formó en Marte hace 4.500 millones de años y que agua líquida, rica en bióxido de carbono, se filtró en su interior hace unos 3.600 millones de años.
¿Cómo llegó el ALH84001 a la Tierra? Marte recibió el impacto de un gran cometa o asteroide unos 16 millones de años atrás con suficiente fuerza que expulsó de su superficie un pedazo de roca (el ALH84001) con fuerza suficiente para escapar a la fuerza de gravedad del planeta y lanzarlo a vagar por el espacio exterior. Encontró la atmósfera de la Tierra hace unos 13.000 años atrás y cayó como un meteorito en la Antártica.
Basándose en el estudio de unas formaciones semejantes a las bacterianas en su interior, y a la presencia de moléculas orgánicas complejas y compuestos minerales (que son comúnmente producidos por bacterias anaeróbicas y otros microbios en nuestro planeta) el 6 de agosto de 1996 la NASA anunció que una posible primitiva forma de vida microscópica podría haber existido en Marte hace más de 3.000 años.
Fotografías de formaciones encontradas en el ALH84001
Sin embargo, el descubrimiento realizado en el meteorito ALH84001 fue puesto en duda por un artículo publicado el 16 de enero de 1998 en la revista Science Magazine. El artículo rebatía la posibilidad de la existencia de vida en Marte con el argumento de que el responsable de la presencia de las huellas de formas de vida lo era el hielo antártico, es decir, que el hielo en el que se encontraba el meteorito fue quien lo contaminó.
¿Qué datos podrían apoyar la idea de que hubo o aún exista vida en Marte? Marte actualmente tiene agua en forma de hielo.
Se ha presentado evidencia de depósitos de agua bajo la superficie de Marte en la revista Science de Mayo de 2002. Datos de la nave espacial Odyssey sugieren que existen grandes depósitos de hielo enterrados justo uno a dos pies (0.3 m to 0.6 m) bajo la superficie del planeta.
Los recientes hallazgos corroboran estudios anteriores que mostraban evidencia de que Marte alguna vez estuvo cubierto por agua. El planeta tiene valles y canales característicos de aquellos lugares donde el agua ha fluído lo que sugiere que existió agua en el pasado.
La presencia de agua en Marte aumenta las probabilidades de que la vida, de una naturaleza similar a la nuestra, pudo haber existido en Marte.
La vida en la Tierra parece haber aparecido muy temprano después de que el planeta se hiciera habitable. Muchos científicos piensan que la vida puede haber llegado por medio de asteroides y cometas que bombardearon la Tierra en sus años tempranos lo que implicaría que el ancestro de la vida no se encuentra en nuestro planeta.
Uno de estos científicos lo fue Sir Francis Crick, nacido en el 1916 y fallecido en el 2004, científico muy destacado por ser uno de los desarrolladores del modelo del DNA. Este fue un importante defensor de la panspermia.
Actividad 1 Realiza una búsqueda de información sobre la panspermia. Presta atención especial a encontrar otras evidencias que se presenten para apoyar el origen extraterrestre de la vida y en encontrar argumentos en contra de esta idea.
A pesar de la controversia que ha generado la idea del origen extraterrestre de la vida esta no se ha descartado y cuenta con científicos dedicados que están a su favor y que aspiran a reunir evidencia que resulte contundente para respaldar la validez de la hipótesis de la panspermia.
El origen terrestre de la vida La hipótesis de que la vida en nuestro planeta no es de origen extraterrestre sino que se originó en la Tierra misma es respaldada por ciertas evidencias científicas. Entre ellas, de acuerdo a Tillery, Enger y Ross, en su libro : Integrated Science, están las siguientes:
La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene un rango de temperaturas que permite al agua existir en su estado líquido y el agua es el compuesto más común en los organismos.
El análisis de las atmósferas de otros planetas demuestra que carecen de oxígeno. El oxígeno en la atmósfera terrestre es el resultado de la actividad biológica. De manera que, antes de existir la vida en la Tierra, la atmósfera probablemente carecía de oxígeno. Esto pudo haber conducido a la construcción de moléculas orgánicas.
Experimentos realizados demuestran que las moléculas orgánicas pueden generarse en una atmósfera carente de oxígeno. La idea que se pretende apoyar con estos experimentos consiste en que ocurrió una especie de evolución química en nuestro planeta que dió origen a la vida. Esta es la idea presentada por Oparín.
En 1922, el bioquímico A. Oparin formuló su hipótesis sobre los procesos de evolución química que debieron producirse en la atmósfera primitiva carente de oxígeno para dar origen a la vida en la Tierra.
En resumen la hipótesis de Oparín consiste en que las moléculas orgánicas pudieron formarse con los gases de la atmósfera, sometidos a grandes descargas eléctricas que ocurrieron durante grandes tormentas.
Estas moléculas orgánicas se irían concentrando en los mares y lagos terrestres, formando lo que denominó como una "rica sopa".
El experimento de Stanley Miller En el 1953 un estudiante de la Universidad de Chicago, Stanley Miller, sometió a prueba la hipótesis de Oparín. Miller demostró en el laboratorio, utilizando un aparato diseñado por él, similar al que se ve en el dibujo, la posibilidad de que se formaran espontáneamente moléculas orgánicas.
En el experimento, Miller hizo pasar vapor de agua a través de un recipiente de cristal que contenía una mezcla de gases como metano (CH4),amoníaco (NH3), hidrógeno (H2)entre otras moléculas que se presumía serían las más abundantes en la primitiva atmósfera. Al mismo tiempo, las sometía a descargas eléctricas.
El experimento de Miller dio como resultado la formación de una serie de moléculas orgánicas como ácido aspártico, ácido glutámico, ácido acético, ácido fórmico, entre otras moléculas y algunos aminoácidos, que son los componentes fundamentales con los que el organismo reconstituye sus proteínas.
Además de la evidencia obtenida de experimentos como el de Miller que sugiere que el origen de la vida en la Tierra es uno terrestre, Tillery, Enger y Ross añaden las siguientes: Dado que se asume que los planetas se han ido enfriando al envejecer,es razonable asumir que era más caliente en el pasado.Las grandes porciones de la superficie terrestre que son de origen vulcánico señalan que nuestro pasado fue uno más caliente.
Existe también el hecho de que varios grandes cuerpos chocaron con la tierra temprano en su historia y esto pudo haber resultado en un incremento de la temperatura, al menos en el área de la colisión.
Los cráteres como los que se presentan a continuación evidencian la ocurrencia de tales colisiones. New Quebec, Quebec, Canada Meteor Crater, Arizona, United States Wolf Creek, Western Australia, Australia
Encontrar que hay diferentes tipos de organismos como algunas bacterias que viven en ambientes extremos , de alta salinidad, de bajo pH o de ausencia de oxígeno, sugiere que ellos se adaptaron a un mundo que era totalmente diferente al de hoy.
Estos tipos de organismos que se encuentran hoy en día en lugares como aguas termales y alrededor de salideros termales en el suelo oceánico pueden ser los descendientes de los primeros organismos que se originaron en la atmósfera primitiva.
En un interesante artículo titulado : El controvertido origen de la vida, el escritor Lamberto García, dice : “ El nacimiento de la vida en una charca o ciénaga, si bien no descartado, sí parece a muchos científicos contemporáneos algo improbable.
García cita las palabras de Sir Fred Hoyle: "La probabilidad de un ensamblaje espontáneo de la vida es equiparable a la de un tornado que a su paso por un patio lleno de material de deshecho, produjera un Boeing 747 listo para funcionar".
Para Francis Crick, las condiciones que habrían de combinarse para que en una cálida laguna pudiera surgir vida son tantas, que dicho origen entraría en la categoría de milagro.
Actividad 2 Realiza una búsqueda de información sobre el origen terrestre de la vida. Presta atención especial a encontrar otras evidencias que se presenten para apoyar el mismo y en encontrar argumentos en contra de esta idea.
Conclusión Cuál es el origen de la vida es una pregunta que, como habrás observado, no tiene una respuesta definitiva en lo que respecta a este módulo ni en lo que respecta a la evidencia científica encontrada. Sin embargo, considero que el analizar las hipótesis que se presentan es una buena oportunidad para tí de ampliar tus conocimientos sobre el tema, conocer cómo la ciencia trabaja y de adquirir algunas de las destrezas necesarias para desarrollar un pensamiento crítico.
Post- Prueba Selecciona la contestación correcta: 1. La hipótesis moderna de la panspermia fue propuesta por a. Oparín b. Miller c. Hoyle d. Tillery
2. El hallazgo del meteorito A L84001 representó un apoyo a la idea de la panspermia. a. Cierto b. Falso
3. La hipótesis de que la vida fue creada en la Tierra a partir de materiales no vivos está respaldada por los experimentos de : a. Oparín b. Miller c. Hoyle d. Tillery
4. El origen de la vida propuesto por Oparín es que a. los cometas podrían ser los sembradores de la vida al transportar esporas b. la vida microbiana puede soportar los rigores de un viaje espacial c. microorganismos congelados llegaron a la atmósfera y descendieron a la superficie d. en la atmósfera primitiva carente de oxígeno ocurrió una evolución química
5. El experimento que dio como resultado la formación de una serie de moléculas orgánicas y algunos aminoácidos fue el realizado por a. Oparín b. Miller c. Hoyle d. Tillery
6. Una objeción que se ha presentado a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y a las fuerzas involucradas en un impacto contra la tierra. a.Cierto b. Falso
7. El científico que afirmó que las condiciones que habrían de combinarse para que en una cálida laguna pudiera surgir vida son tantas, que dicho origen entraría en la categoría de milagro lo fue a. Crick b. Haldane c. Wickramasinghe d. Hoyle
8. Wickramasinghe afirmó que “la probabilidad de un ensamblaje espontáneo de la vida es equiparable a la de un tornado que a su paso por un patio lleno de material de deshecho, produjera un Boeing 747 listo para funcionar". a. Cierto b. Falso
9. El argumento de que la presencia de agua en Marte aumenta las probabilidades de que la vida, de una naturaleza similar a la nuestra, pudo haber existido allí, es uno que se ha utilizado para sustentar la teoría de la evolución química. a. Cierto b. Falso
Evaluación Selecciona, entre las hipótesis presentadas aquí sobre el origen de la vida, la que a tu juicio tenga una mayor validez desde el punto de vista de las evidencias que la apoyan. Presenta los argumentos que justifican la selección que hiciste mediante un ensayo escrito de dos páginas.
Respuestas C A B D Si obtuviste menos de 7 puntos en la Pre - Prueba te invito a leer el módulo para que amplíes tus conocimientos y a realizar las actividades 1 y 2 y a completar la evaluación. Si obtuviste 7 ó más puntos en la Pre - Prueba te felicito. Tienes un conocimiento bastante amplio del tema así que puedes pasar directamente a realizar las actividades 1 y 2 y a completar la parte de evaluación.
Meteoritos Son principalmente pedazos de asteroides que han caído a la Tierra desde el espacio pero algunos pocos han llegado desde la superficie de la Luna y de Marte. Los meteoritos son nombrados por el lugar dónde cayeron.
Asteroides Son los remanentes del fallido proceso de formar un planeta rocoso. Son objetos secos, polvorientos y demasiado pequeños para tener atmósfera. Los astrónomos que los descubren tienen derecho a nombrarlos.
Cometa Es un cuerpo pequeño compuesto principalmente de hielo polvoriento que da vueltas alrededor del sol, usualmente en una órbita alargada. Muchos, pero no todos, han sido nombrados por sus descubridores.
Respuestas C A B D Espero que hayas obtenido 7 ó más puntos en la Post -Prueba. Si fue así te felicito. Si no lo fue te exhorto a regresar al módulo en busca de las respuestas correctas. Luego de tomar la Post-Prueba debes escribir el ensayo que se requiere como evaluación y entregarlo a tu profesor. Este ensayo le permitirá conocer si desarrollaste la destreza que se esperaba que adquirieras .