TEMA 3. EL ORIGEN DE LA VIDA Y EL ORIGEN DEL SER HUMANO CIENCIAS PARA EL MUNDO CONTEMPORANEO

1. INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES LA VIDA? La vida es información y ADN replicable (mediante proteínas) al abrigo de una membrana (Chris McKay, astrobiólogo). La vida es un objeto complejo que contiene información, se reproduce y evoluciona por selección natural (Leslie Orgel, bioquímico). La mayorías de las definiciones científicas de vida apuntan a las mismas características: sistema que se vale de un entorno persiguiendo su perpetuación y reproducción.

1.1. PRINCIPALES ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL SER HUMANO C, H, O (98% en el ser humano) H20 Gran parte de nosotros somos agua Buen disolvente Permite reacciones químicas en los organismos Carbono Forma 4 enlaces y cadenas largas, Millones de combinaciones: millones de compuestos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos)

1.2. OTROS ELEMENTOS QUÍMICOS FUNDAMENTALES PARA LA VIDA (<2% en el ser humano) N Fabricar proteínas S Componente de pelo y de uñas Se Funcionamiento del hígado K, Na Impulsos nerviosos Fe Fabricar hemoglobina Ca Huesos y dientes

1.2. SÍNTESIS DE LAS SUSTANCIAS ORGÁNICAS ESENCIALES PARA EL METABOLISMO* ORGANISMOS Autótrofos No necesitan otros seres vivos para producir materia orgánica Obtención de materia orgánica por FOTOSÍNTESIS CO2 + 6 H2O + Esolar  C6H12O6 + 6 O2 Obtención de energía mediante RESPIRACIÓN CELULAR C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + E Heterótrofos Se nutren de la materia orgánica que producen otros organismos (autótrofos o heterótrofos) *METABOLISMO: conjunto de reacciones bioquímicas y procesos físico-químicos que ocurren en una célula y en el organismo. Éstos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a escala molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.

2. EL ORIGEN DE LA VIDA RECETA DE LA VIDA

2.1. PRIMERAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA 1. LA CREACIÓN El mito de la Creación siempre ha sido la base de todas las religiones Todas describen un Génesis que narra el origen del mundo, de los seres vivos y del ser humano Dichas creaciones las realiza un creador, dios o espíritu, que actúa sobre la materia o extrae a los hombre s de la tierra o de las rocas Para la religión, la vida es un acto de creación divina: dios (o los dioses) engendra al ser vivo de acuerdo con su voluntad y siguiendo sus designios. Ni la física, ni la química, ni la biología intervienen en el proceso Este punto de vista ha sido predominante a lo largo de la humanidad y, aún hoy, muy matizado en ciertas ocasiones, es mantenido por algunas culturas http://www.youtube.com/watch?v=LPEvMdsC8rE

2.1. PRIMERAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA 2. LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA Antigua Grecia: ‘La vida aparece espontáneamente con las condiciones adecuadas’ REFUTACIONES A ESTA TEORÍA s. XVII. Experimento de Redi Experimento de Redi Inicialmente... trozos de carne en recipientes, unos cubiertos con muselina y otros sin cubrir Tras varios días… sólo crecían larvas blancas sobre la carne de los frascos abiertos Conclusión… los gusanos no aparecen por generación espontánea sino porque las moscas han estado en contacto con la carne Tras el experimento de Redi, aún no se rechazaba la teoría de la generación espontánea hasta que en el s. XIX, Louis Pasteur demostró con experimentos similares al anterior que los seres vivos sólo proceden de otros seres vivos predecesores

2.2. TEORÍAS MODERNAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA 1. TEORÍA DE OPARIN, UN ESCENARIO PARA LA VIDA VIDA Atmósfera densa sin oxígeno Interior de la Tierra muy caliente Planeta oceánico ‘SOPA DE OPARÍN’ UN ESCENARIO PARA LA VIDA BACTERIAS CIANOFÍCEAS (cianobacterias) Cúmulo de O2 ‘SOPA DE OPARÍN’ SANTIAGO GARGALLO Ozonosfera o Capa de Ozono (O3) http://www.youtube.com/watch?v=wIZCM7tqwwU

2.2. TEORÍAS MODERNAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA EXPERIMENTO DE STANLEY MILLER SOBRE LA TEORÍA DE OPARIN NH3 + H2O + CH4  PROTEÍNAS (materia orgánica) Aunque este experimento tiene valor histórico, no explica el origen de la vida

2.2. TEORÍAS MODERNAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA 2. HIPÓTESIS METABÓLICA Pequeñas moléculas se aislaron y acabaron reproduciéndose 3. MUNDO ARN ARN surgido al azar, se replicó y las mutaciones dieron lugar a la evolución 4.PANSPERMIA Las primeras formas de vida llegaron del espacio ¿Cómo se formaron allí? Simplemente trasladamos el problema http://www.youtube.com/watch?v=IzDaPL1cBQE&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzAdose

2.4. DEBATE SOBRE EL ORIGEN DE LA CREACIÓN ‘La Creación’ de Miguel Ángel, en la Capilla Sixtina En la cultura occidental, durante mucho tiempo, se ha aceptado como válido lo escrito en la Biblia, más concretamente en el Génesis, sobre el origen de la vida. Según lo escrito, la creación de todas las cosas se llevó a cabo durante solo seis días TEORÍA DEL DISEÑO INTELIGENTE. Trata de compatibilizar las creencias religiosas con las científicas pues acepta la Teoría de Darwin de la evolución pero mantiene la existencia de un Creador

2.4. DEBATE SOBRE EL ORIGEN DE LA CREACIÓN 1. ¿Qué os sugiere la siguiente imagen? 2. ¿Qué sabéis sobre la Creación, desde el punto de vista de la religión cristiana? 3. De todas las teorías estudiadas (Creacionismo, Generación espontánea, Teoría de Oparin, Hipótesis Metabólica, Teoría del Diseño Inteligente, Mundo ARN o Panspermia), ¿cuál creéis que es la más correcta? ¿por qué?

3. LA EVOLUCIÓN

3.1. ¿Cómo sabemos la edad de los restos fósiles? Los seres vivos poseen una proteína que asimila el 12C pero no el 13C Los sedimentos en los que hubo seres vivos, están enriquecidos de 12C Sabemos la edad de los restos fósiles y podemos intuir la fecha mínima de aparición de la VIDA .

3.2. PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN 1. PRUEBAS BIOLÓGICAS Disposición y estructura de los huesos y órganos vestigiales* muy similar en seres tan dispares como la ballena, el murciélago y el ser humano Prueba más importante de la evolución: Tenemos el mismo sistema de transmisión de la información: ADN 2. PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS FÓSILES: Restos o señales de la actividad de organismos pretéritos Todas las especies que pueblan el planeta (se estima que sólo conocemos el 10%) proceden de antepasados comunes cuyos restos fósiles han quedado encerrados en rocas 3. PRUEBAS MOLECULARES Las mutaciones (cambios en los genes) suceden de forma constante Es posible averiguar el parentesco y el momento de separación entre diferentes especies *ÓRGANO VESTIGIAL: órgano cuya función original se ha perdido durante la evolución El ser humano tiene más de 100 órganos vestigiales, desde el apéndice hasta las vértebras del coxis, un vestigio de nuestros ancestros con rabo

3.3. explicaciones de la evolución 1. TEORÍAS FIJISTAS El mundo es estático, no existe evolución Los organismos vivos son inmutables desde su creación: las especies no cambian A. LINNEO (S. XVIII) Las especies se crearon de manera independiente y no existe origen común No existe origen común de los seres vivos B. TEORÍA DILUVIANA Los fósiles son los restos de los animales que no sobrevivieron al diluvio universal C. CUVIER: TEORÍA CATACLISTA O CATASTROFISTA La existencia de fósiles se explica porque hubo sucesivos episodios de extinción seguidos de inmediatas creaciones .

3.3. explicaciones de la evolución 2. TEORÍAS EVOLUTIVAS O EVOLUCIONISTAS A. LAMARCK: TEORÍA DE LA HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS Las especies evolucionan al adquirir nuevos órganos para adaptarse Los caracteres adquiridos en vida son heredables (FALSO) Ley del uso y desuso: los organismos se adaptan al entorno desarrollando, creando o potenciando un órgano determinado. No usar un órgano conduce a su atrofia o desaparición http://www.youtube.com/watch?v=faRlFsYmkeY&feature=related

3.3. explicaciones de la evolución 2. TEORÍAS EVOLUTIVAS O EVOLUCIONISTAS B. DARWINISMO: SELECCIÓN NATURAL La Naturaleza selecciona a los más aptos: los organismos más resistentes son los que más se reproducen y transmiten sus características a la descendencia La suma de cambios a lo largo de muchs generaciones concluye en un cambio de especie C. NEODARWINISMO: TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN Darwinismo + Genética = Neodarwinismo Las mutaciones que originan una nueva especie no son micromutaciones (darwinismo) sino que son las MACROMUTACIONES que cambian muchos rasgos a la vez http://www.youtube.com/watch?v=R49gWFHPsx0&feature=results_main&playnext=1&list=PL7EC48E71EFA9927F

3.3. OTROS CONCEPTOS SELECCIÓN ARTIFICIAL RADIACIONES EVOLUTIVAS El ser humano ha seleccionado en los animales y plantas domésticos las características que consideraba más favorables Selección natural y artificial no tienen por qué coincidir. Ej: las vacas con ubres grandes producen más leche pero en la naturaleza les dificulta la supervivencia RADIACIONES EVOLUTIVAS Cuando hay pangea el número de especies es menor y la vida menos diversa. Cuando los continentes están separados existe más diversidad de especies Lo explica la RADIACIÓN EVOLUTIVA: el aumento de la diversidad Cuando los continentes están unidos las especies tienden a eliminarse por competencia y la vida se empobrece

3.4. DEBATES ACTUALES SOBRE EVOLUCIÓN 1. La evolución es un fenómeno direccional o no direccional: ¿Existen tendencias que guían los cambios (complejidad, diversidad…) o es al azar? 2. Causas de la evolucion: ¿Influencia del ambiente sobre los organismos (ambientalismo) o por factores internos (internalismo)? 3. Ritmo de la evolución: ¿El cambio es lento y continuo (gradualismo) o rápido y discontinuo (puntuacionismo)? 4. Valor adaptativo: ¿Todos los caracteres de un organismo sirven para mejorar la eficacia biológica o existen caracteres sin valor adaptativo?

4. EXTINCIONES

4.1. LAS EXTINCIONES MASIVAS Constantemente se están extinguiendo especies, pero durante la historia de la vida ha habido, al menos, CINCO momentos en los que desaparecieron muchas especies: las EXTINCIONES MASIVAS 1. EXTINCIONES MASIVAS DEL ORDOVÍCICO-SILÚRICO Hace 444 millones de años Su causa más probable es un PERIODO GLACIAR: primera extinción al descender el nivel del mar y segunda extinción, un millón de años más tarde, al aumentar rápidamente el nivel del mar 2. EXTINCIÓN MASIVA DEL DEVÓNICO Hace 360 millones de años El 70% de las especies desaparecieron

4.1. LAS EXTINCIONES MASIVAS 3. LA EXTINCIÓN MASIVA DEL PÉRMICO-TRIÁSICO: LA GRAN EXTINCIÓN Hace 251 millones de años El 95% de las especies marinas se extinguieron Desaparecieron la mitad de todas las especies No cayó ningún asteroide INTENSO VULCANISMO CALENTAMIENTO DE LA ATMÓSFERA Falta de oxígeno en el agua marina: ANOXIA EXTINCIÓN 4. LA EXTINCIÓN MASIVA DEL TRIÁSICO-JURÁSICO Hace 210 millones de años se extinguieron algunas especies Causas volcánicas

4.1. LAS EXTINCIONES MASIVAS 2. LA EXTINCIÓN MASIVA DEL CRETÁCICO-TERCIARIO: DE LOS DINOSAURIOS Hace 65 millones de años desaparecieron la mitad de todas las especies Un ASTEROIDE cayó en el sur de México y generó una catástrofe ambiental: tsunamis, incendios, cambios de temperatura… ASTEORIDE NUBE DE POLVO que recubrió nuestro planeta Bloqueo del paso de luz solar: disminución de la fotosíntesis Disminuye mucho la vegetación: sobreviven comedores de semillas y carroñeros Reaparición de la LUZ Germinan las semillas y nacen las plantas: reestructuración de la cadena trófica Reestructuración de la cadena trófica con las especies supervivientes (ni lo grandes herbívoros ni los grandes carnívoros) Las CUCARACHAS aparecieron hace 300 millones de años y han soportado 4 EXTINCIONES MASIVAS

4.2. TEORÍAS SOBRE LAS EXTINCIONES MASIVAS 1. CAUSAS ENDÓGENAS DE LA BIOSFERA 2. ASTEROIDES (la teoría más defendida) Según los cálculos, cada 100 millones de años impacta un meteorito kilométrico contra la Tierra 3. SUPERVOLCANES Y GRANDES GLACIACIONES GLOBALES Como consecuencia de un fuerte impacto previo 4. FLUCTUACIONES DEL CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE Estas fluctuaciones disminuyen enormemente la protección de la Tierra frente a la fuerte radiación cósmica 5. EXPLOSIONES DE SUPERNOVAS CERCANAS Cada 25 millones de años la Tierra entra en una zona densa de la galaxia (los brazos espirales) viéndose sometida a un mayor riesgo de explosiones violentas y a intensos vientos estelares

4.2. otras TEORÍAS: EL DILUVIO UNIVERSAL

4.3. FUTURAS EXTINCIONES Muchos biólogos piensan que estamos a las puertas de la EXTINCIÓN MASIVA DEL HOLOCENO, que será causada por el ser humano EDWARD OSBORNE WILSON en su libro The Future of Life estima que con el actual ritmo de destrucción humana de la biosfera la mitad de las formas de vida se extinguirán en 100 años. Otros científicos consideran que estas estimaciones son exageradas El naturalista y ganador en dos ocasiones del Premio Pulitzer es una de las autoridades más respetadas del mundo en temáticas relacionadas con la conservación del legado natural que todavía atesora el planeta ‘Los actuales niveles de consumo no son sostenibles, y la raza humana parece no haber cambiado su mirada cortoplacista del entorno, siempre expuesto a las necesidades del presente’

5. EL ORIGEN DEL SER HUMANO

5.1. EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS Las diferentes especies que generaron la rama evolutiva de la que surgió nuestra especie (Homo sapiens) se llaman HOMÍNIDOS 1. AUSTRALOPITHECUS: Hace 4.2 millones de años, en África, los PRIMEROS BÍPEDOS 2. HOMO HABILIS: Hace 2.3 millones de años, en África, el primer fabricante de herramientas 3. HOMO ERGASTER: Hace 1.8 millones de años, en África el gran viajero. Hace 1.5 millones de años ya había llegado a Indonesia y China 4. HOMO ANTECESSOR: Hace 0.8 millones de años, homínidos con canibalismo alimenticio (no un mero ritual) y con rostro más actual. Restos encontrados en Atapuerca (Burgos) por Arsuaga y cols. 5. HOMO ERECTUS: Hace 0.5 millones de años, carnívoro, con útiles muy elaborado (lanzas y vasijas de madera) y domina el fuego 6. HOMO NEANDERTHALENSIS y HOMO SAPIENS (nuestra especie): Hace 0.2 millones de años, poblaron, sobre todo Europa. Desaparece el Homo Neanderthalensis y el Homo Sapiens heredó toda la Tierra: se cree que convivieron ambas especies hasta que el Homo Sapiens se expandió es los dominios del Homo Neanderthalensis

5.1. EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

5.1. EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

5.1. EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

5.1. EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

5.2. ORIGEN DEL SER HUMANO HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DEL SER HUMANO A. MODELO MULTIREGIONAL. El Homo Sapiens evolucionó en cada continente de forma distinta a partir del Homo Erectus, pues poblaba todo excepto América B. MODELO DE SUSTITUCIÓN. El Homo Sapiens se originó en África a partir del Homo Habilis. Desde África se habría extendido al resto de continentes Los fósiles (restos humanos, herramientas de piedra y útiles elaborados AVALAN EL MODELO DE SUSTITUCIÓN

5.3. ESPECIFICIDAD DEL SER HUMANO El ser humano y los chimpancés comparten el 98.8% del ADN Algunos pensadores afirman que el ser humano se diferencia del resto de animales por tener consciencia de la propia existencia Lo cierto es que la especie humana adquirió una serie de características propias durante el PROCESO DE HOMINIZACIÓN 1. POSTURA ERGUIDA Ya aparece en homínidos de hace 3x106 años Las extermidades superiores quedan libre para otros usos 2. CAPACIDAD PRENSIL COMPLETA Pulgar oponible al resto de los dedos que facilitó la manipulación de objetos y herramientas El dedo pulgar del pie deja de ser oponible 3. INCREMENTO DE LA CAPACIDAD CEREBRAL 4. DESARROLLO DE LA CORTEZA CEREBRAL 5. CAMBIO DE LA POSICIÓN DE LA GLOTIS Posibilitó la adquisición del LENGUAJE, facilitando la COMUNICACIÓN

3.3. WEBs ORIGEN DE LA VIDA EVOLUCIÓN EXTINCIONES http://www.youtube.com/watch?v=wIZCM7tqwwU http://www.youtube.com/watch?v=IzDaPL1cBQE&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=LPEvMdsC8rE http://www.youtube.com/watch?v=1-FbUNO2UzAdose EVOLUCIÓN http://www.youtube.com/watch?v=faRlFsYmkeY&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=R49gWFHPsx0&feature=results_main&playnext=1&list=PL7EC48E71EFA9927F EXTINCIONES http://www.youtube.com/watch?v=XXK2e0lAb7c http://www.youtube.com/watch?v=8zvy4_Ec-HQ&feature=related http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&v=0BTQ2q9mazU&NR=1

3.3. WEBs EL ORIGEN DEL SER HUMANO La odisea de la especie. Capítulo 1 http://www.youtube.com/watch?v=FeB66mhb0cM http://www.youtube.com/watch?v=m6Ah8lM3_ww&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=OO-YGIUJsqo&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=40dZ84ps-rc&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=-gEBVqnCnRM&feature=related La odisea de la especie. Capítulo 2 http://www.youtube.com/watch?v=LmLfRZ1Am6k&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=M0xgsolCmtI&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=HeErdBfYoSc&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=iagNZgxBSP4 http://www.youtube.com/watch?v=5Vcnb3Vl42E&feature=related

3.3. WEBs EL ORIGEN DEL SER HUMANO La odisea de la especie. Capítulo 3 http://www.youtube.com/watch?v=OKSpKA9FCG0&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=PKUwKi75bs0&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=n_GV-5EbICM&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=gFVdMIQAK6U&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=czh9leHZRIU&feature=related La odisea de la especie. Capítulo 4 http://www.youtube.com/watch?v=naCSPHqAo_s&feature=related La odisea de la especie. Capítulo 5 http://www.youtube.com/watch?v=n0TCXbkoVZg&feature=related La odisea de la especie. Capítulo 6 http://www.youtube.com/watch?v=GHuSsQLe7fY&feature=fvwrel