TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

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1 TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
UNIDAD 3. ¿CÓMO EMPEZÓ LA VIDA? TEORIAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

2 Las primeras teorías que explican el origen de la vida
Teoría Creacionista Esta teoría considera que todas las especies vivientes fueron creadas por Dios y desde entonces se han conservados invariables

3 Generación espontánea
La generación espontánea antiguamente era una creencia popular profundamente arraigada. La observación superficial indicaba que surgían gusanos del fango, moscas de la carne podrida, cochinillas de los lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba originando continuamente en la Tierra a partir de esos restos de materia orgánica se estableció como dogma en la ciencia. Hoy en día la comunidad científica considera esta idea una pseudociencia.

4 Generación espontánea
La autogénesis se sustentaba en procesos como la putrefacción. Es así que de un trozo de carne podían generarse larvas de mosca. Precisamente, esta premisa era resultado de una observación superficial, ya que - según los defensores de esta corriente - no era posible que, sin que ningún organismo visible se acercara al trozo de carne aparecieran las larvas, a menos que sobre ésta actuara un principio vital generador de vida.

5 Vitalismo Es la posición filosófica caracterizada por postular la existencia de una fuerza o impulso vital sin la que la vida no podría ser explicada. Se trataría de una fuerza específica, distinta de la energía estudiada por la física y otras ciencias naturales, que actuando sobre la materia organizada daría por resultado la vida. Esta postura se opone a las explicaciones mecanicistas que presentan la vida como fruto de la organización de los sistemas materiales que le sirven de base.

6 Vitalismo Es un aspecto del voluntarismo que argumenta que los organismos vivos (no la materia simple) se distinguen de las entidades inertes porque poseen fuerza vital (o élan vital, en francés) que no es ni física, ni química. Esta fuerza es identificada frecuentemente con el alma de la que hablan muchas religiones.

7 Vitalismo Los vitalistas establecen una frontera clara e infranqueable entre el mundo vivo y el inerte. La muerte, a diferencia de la interpretación mecanicista característica de la ciencia moderna, no sería efecto del deterioro de la organización del sistema, sino resultado de la pérdida del impulso vital o de su separación del cuerpo material.

8 Experimento de Francesco Redi siglo XVII
BIOGÉNESIS: Un desafío a la generación espontánea En un primer experimento, Redi metió un trozo de carne en un recipiente abierto y otro en uno sellado con cera. Observó que solo aparecían larvas en el frasco abierto, en el que las moscas podían entrar para poner huevos. El experimento recibió críticas, pues pudiera ser que las larvas no crecieran en el bote sellado porque no podía entrar aire. Por tanto, repitió el experimento y empleó un frasco abierto y otro cerrado con una gasa, que permitía la entrada de aire, pero no de moscas. De nuevo, en el frasco cerrado no aparecieron larvas.

9 Experimento de Needham
En 1745 John Needham, en Londres presentó nuevo apoyo a la generación espontánea con una serie de experimentos ingeniosos, en los que usó líquidos que contenían pequeñas partículas de alimentos, tales como caldo de pollo o jugos vegetales. Calentó el líquido y lo colocó en un tubo de ensayo, luego selló el tubo de manera que no le entrara más aire, y lo calentó nuevamente. Después de unos días, en el líquido pululaban pequeños organismos. Needham trató de la misma manera una variedad de líquidos y encontró que obtenía los mismos resultados. Interpretó esos resultados como un apoyo para su hipótesis básica de que, en efecto, la generación espontánea ocurría.

10 25 años más tarde Lázaro Spallanzani puso en entredicho los experimentos y las conclusiones de Needham. Sugirió que no había calentado suficientemente los tubos de ensayo para matar todos los seres vivos existentes en ellos de modo que después de ser calentados todavía contenía algunos organismos vivientes que pudieron reproducirse cuando el tubo se enfrió.

11 Experimento de Spallanzani
Spallanzani calentó un caldo en un frasco abierto y observó que al cabo de un tiempo aparecían microorganismos. Pero cuando repitió la experiencia con frascos cerrados no aparecieron microorganismos.

12 Experimento de Louis Pasteur
En 1859 Pasteur utilizó recipientes con cuellos largos y curvos, en los que colocó un caldo que había hervido durante algunos minutos. Al retirarlo del fuego, el aire entraba por el cuello, pero los microbios quedaban atrapados en él, lo que impedía que contaminaran el líquido y permitía conservarlo estéril indefinidamente. Sólo cuando se rompía el cuello, aparecían organismos en el caldo. Con esto, Pasteur derribó definitivamente la teoría de la generación espontánea, pues demostró que los organismos sólo aparecían cuando había aire contaminado.

13 Experimento de Pasteur
Pasteur derribó definitivamente la teoría de la generación espontánea, pues demostró que los organismos sólo aparecían cuando había aire contaminado.

14 Experimento de Friedrich Wöhler 1828
Según el vitalismo, era imposible producir sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas, pero en 1828, el químico alemán Friedrich Wöhler preparó en su laboratorio cianato de amonio y después al calentarlo, notó que se había transformado en cristales blancos y sedosos de urea. Lo importante de su experimento es que logró preparar urea, sustancia orgánica que hasta entonces sólo se había encontrado en la orina, a partir de compuestos inorgánicos.

15 La Teoría De Oparin – Haldane
En 1929,  dos científicos, Alexander Oparin y John Haldane, publicaron, por separado, la misma hipótesis (excepto por algunos detalles) sobre el origen de la vida. De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Dichas sustancias se combinaron de tal manera que dieron origen a los seres vivos. De acuerdo con los científicos, cuando se formó la tierra, la atmósfera estaba formada principalmente por cuatro gases: hidrogeno, vapor de agua, amoniaco y metano. Estos componentes han reaccionado tan espontáneamente y, en el curso de esta reacción, los átomos de carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno se recombinan formando por síntesis abiótica, el primer componente orgánico. La energía necesaria para estas reacciones tiene origen en la radiación solar (especialmente ultravioleta), descargas eléctricas de relámpagos, radiación  de elementos radioactivos, calor de las áreas volcánicas.

16 Teoría abiogenésica Fue propuesta por Oparín y Haldane, ambos indican que moléculas orgánicas sencillas se formaron de manera espontánea a partir de materia inorgánica más simple. Las condiciones ambientales primitivas permitieron el origen de los primeros seres vivos. La atmósfera no contenía Oxígeno ni ozono. Rica en vapor de agua, metano, hidrógeno, nitrógeno, amoníaco, anhídrido carbónico y otro. Permanentes descargas eléctricas e incidencias de rayos ultravioleta.

17 El experimento de Miller
La teoría de Oparin fue experimentada con validez por Stanley Miller en 1953, como parte de su tesis doctoral dirigida por Harold C. Urey, consiguiendo obtener compuestos orgánicos complejos después de reproducir las condiciones primitivas del planeta en un aparato diseñado al efecto.

18 El experimento de Miller
Miller creó un dispositivo, en el cual la mezcla de gases que imitan la atmósfera primitiva, se sometía a descargas eléctricas, dentro de un circuito cerrado en el que hervía agua y se condensaba repetidas veces. Se producían así moléculas orgánicas sencillas, y a partir de ellas otras más complejas, como aminoácidos, ácidos orgánicos y nucleótidos.

19 LA TEORÍA DEL BIG BANG (LA GRAN EXPLOSIÓN)

20 LA GRAN EXPLOSIÓN (BIG BANG)
La Gran Explosión es una Teoría Cosmológica ampliamente aceptada que concibe el origen de la expansión del universo debido a una explosión primitiva.

21 La expansión del Universo
Con este término se denomina el alejamiento aparente de las lejanas galaxias. Fue en 1929 cuando el astrónomo Edwin Hubble (1889–1953) se dio cuenta que las galaxias se alejan unas de otras. Este descubrimiento da origen a la teoría cosmológica del Big Bang.

22 Origen del universo Según la teoría del “Big Bang”, que es la más aceptada sobre el origen del universo, éste surgió de una singularidad, o sea un punto de densidad y temperatura infinitas. A partir de esta singularidad se produjo el "Big Bang" o gran explosión que dio lugar a lo que se conoce como inflación, durante la cual el universo se expandió de forma inimaginable desde una pequeña esfera hasta dimensiones colosales.

23 Primeras partículas Tras la inflación surgieron la fuerza gravitatoria  y otras fuerzas fundamentales y aparecieron las primeras partículas (electrones, quarks, gluones y neutrinos). A medida que el Universo se expandía y se enfriaba se fueron creando partículas nucleares más complejas.

24 100 segundos y después… Pasados 380,000 años desde el Big Bang el Universo se hace visible ya que a partir de entonces los electrones se pueden mover libremente por el espacio. El Universo se volvió transparente a la radiación. Esta radiación puede observarse hoy día como Radiación Cósmica de Fondo. Transcurridos 100 segundos desde el Big Bang los neutrones y los protones formaron los primeros núcleos de hidrogeno, helio y litio.

25 Estrellas, Galaxias, etc.
Dos mil millones de años después del Big Bang se forman las primeras estrellas en el centro de enormes nubes de gas.

26 Estas estrellas posteriormente darán lugar a las galaxias.

27 Nuestro Sistema Solar se formó transcurridos 5 mil millones de años desde el Big Bang.

28 Cronología de la gran explosión

29 La primera materia En la primera millonésima de segundo del Big Bang, se crean las primeras partículas constitutivas de la materia. Aparecen las partículas elementales, entre ellas los quarks, electrones, protones y neutrones, de los que está hecha la mayor parte de la materia que conocemos.

30 Los Quarks Los quarks, junto con los electrones, son los constituyentes fundamentales de la materia y las partículas más pequeñas que el hombre ha logrado identificar. Hay seis tipos distintos de quarks denominadas de la siguiente manera: up (arriba) down (abajo) charm (encantado) strange (extraño) top (cima) y bottom (fondo). Fueron nombrados arbitrariamente basados en la necesidad de nombrarlos de una manera fácil de recordar y usar. En la naturaleza no se encuentran quarks aislados. Estos siempre se encuentran en grupos, llamados hadrones, de dos o tres quarks.

31 El Electrón El electrón parece ser una partícula fundamental (que no está compuesta por otras partículas). Tiene una carga eléctrica que, al creer que era la más pequeña posible, se le asignó el valor de -1. Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón (aproximadamente 1800 veces menor), y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos.

32 Protones y Neutrones Los protones están compuestos de dos quarks u y uno d. Los neutrones tienen dos quarks d y uno u. Los quarks u tienen una carga eléctrica de + 2/3. Los quarks d tienen una carga eléctrica de -1/3. De este modo, los protones tienen una carga +1 (contraria a la del electrón), y los neutrones tienen carga 0. Protón: +2/3 +2/3 -1/3 = +1 Neutrón: +2/3 -1/3 -1/3 = 0

33 El Átomo El átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa, normalmente en igual número que de protones. Átomo de hidrógeno Núcleo: 1 protón Átomo de Helio Núcleo: 2 protones, 2 neutrones Átomo de Litio Núcleo: 3 protones, 4 neutrones

34 El núcleo atómico Como se mencionó antes, el núcleo atómico está compuesto de protones y neutrones (excepto el del hidrógeno, que tiene un solo protón). Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte, también llamada “fuerza fuerte”.

35 Origen del concepto de “átomo”
El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro. Sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente. Debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos que nos rodean.

36 Número atómico La cantidad de protones contenidos en el núcleo del átomo se conoce como número atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1, el del helio 2 y se representan: 1H 2He

37 Número de masa La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1, el del helio 4 y se representan: 1H 4He

38 Notación nuclear La notación nuclear se forma escribiendo el símbolo del elemento, precedido de un subíndice que indica su número atómico (número de protones) y un superíndice que indica el número másico (número de nucleones=protones + neutrones) Hidrógeno Helio Éste es un átomo de carbono, que tiene en su núcleo 6 protones y 6 neutrones. Su número atómico es 6 y su número de masa es 12. Es más común escribirlo 12C, ya que decir “número atómico 6” y “carbono” es lo mismo.

39 Isótopos Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio 1H, el deuterio 2H y el tritio 3H. Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas. Protio (hidrógeno común) Deuterio Tritio

40 Evolución del modelo atómico
La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente (Modelos de Dalton, Thomson, Rutherford). Dos de los modelos más útiles son el de Bohr y el de Schrödinger (actual).

41 Modelo atómico de Bohr En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. El electromagnetismo clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo que los electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves instantes de tiempo. Para superar este problema Bohr supuso que los electrones solamente se podían mover en órbitas específicas, cada una de las cuales se caracterizaba por su nivel energético. Cada órbita puede entonces identificarse mediante un número entero n que toma valores desde 1 en adelante. Este número "n" recibe el nombre de Número Cuántico Principal.

42 Modelo actual del átomo
En el modelo actual del átomo, de Schrödinger, se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. NÚCLEO ORBITAL En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital, o nube electrónica.