Biohidro Fund Geo 2

7/23/2019 Biohidro Fund Geo 2

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Centro de Hidro Electro Metalurgia

Departamentos de Ingenieria Quimicae Ingenieria de Minas



El Planeta Vivo



La vida en nuestro planeta

• 2 preguntas básicas:

¿Qué hace posible la vida?

– En las condiciones que existían en elmomento de su aparicin

– En las condiciones actuales

¿!omo " cuando apareci la vida?



!ondiciones para la vida

en nuestro planeta

• Es necesaria la presencia de grandes cantidades deagua en forma líquida

• Es necesaria una fuente de carbono y temperaturascompatibles con la síntesis de moléculas orgánicas

• Estas condiciones solo fueron posible gracias al

efecto invernadero asociado a la presencia de unaatmósfera con H2O, el O2 y el H!"

uando apareció la vida en nuestro planeta, seencontraba con una atmósfera carente de o#ígeno$

este no es indispensable para la e#istencia de vida



!araterísticas #ierra $enus %arte

Masa total (1027

g) 6 5 0.6

Radio (km) 6371 6049 3390

Masa atm. (razón) 1 100 0.06

ist. al !ol (106km) 150 10" 22"

#onst. solar ($%m2) 1367 2613 5"9

&l'do () 30 75 15

*+'osidad () 50 100 ,aria'l-m. /ti,a (°#) 1" 39 56

-m. s+r/ii (°#) 15 427 53

/to. in,rn. (°#) 33 466 3

*2 () 7" 2 2.5

2 () 21 1 m, 0.25

#2 () 0.035 9" 96

2 () 31044 10

40.3 0.001

!2 1 ', 150 m, nada

#om. *+'s 2 2!4 ol,o828#2



¿Qué es la Vida?

• %iccionario &eneral de la 'engua Espa(ola)

*" f" +uera interna sustancial mediante la cual

obra el ser que la posee"

2" arácter que distingue a los animales y

vegetales de los demás seres y se manifiesta por

el metabolismo, crecimiento, reproducción y

adaptación al medio ambiente" -" .nión del alma y el cuerpo"

!" E#istencia del alma después de la muerte"



¿Que es la la vida?

• 'a vida /del latín vita0 es el estado intermedio entre elnacimiento y la muerte, incluso como un sentimientoapreciativo por las interacciones del ego con el medio

• 1e define en biología como viva, la estructura

molecular capa de establecer un soporte material detransferencia energética omeostática, cuando esestimulada por el medio en condiciones favorables"

• Homeostasis /%el griego omeo 3similar3, y estasis,

3posición3, 3estabilidad30) característica de unsistema abierto o de un sistema cerrado,especialmente en un organismo vivo, mediante la cualse regula el ambiente interno para mantener unacondición estable y constante"



¿Que es la la vida?

• 4equerimientos básicos para ablar de una vidaindependiente)

5 una membrana semi6permeable

5 una maquinaria para la síntesis y degradación

de moléculas esenciales

5 un material genético

5 una estructura suficiente para impedir

reacciones indeseadas

5 una maquinaria para duplicar todas las

funciones anteriores en la formación de un

nuevo organismo /reproducción0



Origen de la vida

• ! n/rntan 2 toras: panspermia ; de novo.

• Panspermia: orign <tratrrstr= llgada d,ida a n+stro lanta n /orma d soras

so'r,i,n 485 a 45 106 a>os rotgidas ormatrial intrstlar= rsnia n l saio damino?idos @ arg+mnto n ao;o a statora

• De novo: sntsis d rotnas a artir dmolA+las org?nias rod+idas a'iotiamnt oa artir d om+stos inorg?nios (#2 o #4)



El origen de la vida

&tmós/ra iniial rd+tora8 onstit+ida d 2828 #28 #8 #48 *2 ; *3

• &ariión de novo (B): Ctrotró/ia

– molA+las org?nias imortants sCa'ran gnrado a'iotiamnt orraions D+mias d gass atmos/Arioson alor8 dsargas lAtrias ;%o nrga

l+minosa – molA+las olimArias /ormadas n +na

matriz d arilla /inalmnt aarn on la/a+ltad d a+torrod+irs



El origen de la vida

• &ariión de novo (BB): a+totró/ia

– la ,ida s+rgió omo +na /orma d D+mias+r/iial

– 'loD+s onstit+ti,os sinttizados ;olimrizados a artir d onstit+;ntsinorg?nios (dió<ido d ar'ono8 /os/ato8amonao) n la s+r/ii d minrals (or

Emlo la irita F!2). – las rimras Al+las aarn or

nas+laión dl grano minral ; alg+nasAl+las s indndizan d la art+la

minral



Evolución de la vida

• 'a vida apareció inicialmente en los océanos) lacomposición de los organismos es similar a la delagua del mar$ en ausencia de o#ígeno, no abía

capa de oono"• 7nicialmente, fotosíntesis anaeróbica)

2 H21 8 O2 → /H2O0 8 2 19 8 H2O

• 'uego aparece otra reacción de fotosíntesis)

O2 8 H2O → /H2O0 8 O2

• 7nicialmente, el o#ígeno producido esinmediatamente consumido /en o#idar el +e280




• El o#ígeno producido se acumula lentamente) *:de su valor presente 2,; &a atrás, *9: de su valoractual <99 =a atrás, *99: de su valor actual ->9

=a atrás"• 'a cantidad total de o#ígeno producido se estima

a partir de la cantidad de carbono acumulado/carbono reducido almacenado en sedimentos0

• %e esta cantidad, solo un 2: e#iste comoo#ígeno molecular en la atmósfera actual$ el restoestá sepultado en sedimentos o#idados/formaciones de ierro en bandas y capas ro?as0"




• Ga a+m+laión d o<gno mara l dlino

dl rdominio d 'atrias anaró'ias.

• ! rod+ +n am'io n la lna ,ol+ti,a:

aarn organismos +ariotas (187 a 189 Ha).• Ga a+m+laión d o<gno rmit tam'iAn la

/ormaión d +na aa d ozono:

2 I C ν (λ242 ηm) → I 2 I I M → 3 I M

• a osi'l la aariión d organismos

s+riors m+ltil+lars (a artir d 6"0 Ma).




• l o<gno tam'iAn rmitió la ,ol+ión dn+,as ,as 'ioD+mias= 2 /ormas Ciiron

osi'l la D+imioa+totro/ia:

Ga rimra 'asada n az+/r o 2!:2 ! I 2 2 I 3 2 → 2 !4

21 I 4 I

Ga sg+nda 'asada n las raions d

trans/ormaión d nitrógno (nitri/iaión):

2 *4I I 3 2 → 2 *2

1 I 2 2 I 4 I

2 *21 I 2 → 2 *3

1



Ciclos iogeo!u"micos

• Gos ilos 'iogoD+mios s r/irn a los

rosos (D+mios8 /sios ; 'iológios) D+

ontrolan la distri'+ión ; los ilos d ,arios

sis D+mias n la zona s+r/iial dla tirra n la atmós/ra8 los oAanos8 la

'ios/ra8 los s+los ; los sdimntos.

• Gos rosos D+ s rod+n a ma;or

ro/+ndidad son l o'Eto d la gologa.



Ciclos geológicos



Ciclos geo!u"micos




• n stos ilos8 intr,inn distintos tios d

organismos: 'atrias8 arD+as8 Congos8

algas ; tam'iAn lantas.

• Gos organismos s+riors intr,inntam'iAn

• Gos miroorganismos s dsarrollan n +n

amlio rango d ondiions d ; C.



Ciclos # Modelos de $eservorio

• &eservorio: sistma D+ ontin +na irtaantidad d matria d/inida or roidads/sias8 D+mias o 'iológias (ComogAna).

• 'ngreso: /l+Eo d matrial D+ ingrsa alrsr,orio8 J.

• Egreso: /l+Eo d matrial D+ sal dl rsr,orio.!@kM.

• (uente ; )umidero.• !iclos: l KmatrialL s trans/rido a tra,As dl

sistma (2 o m?s rsr,orios ontados) n+na /orma lia.



El ciclo del agua



Metaolismo microiano

• Gas ati,idads mta'ólias d los

miroorganismos s lasi/ian n /+nión d

la /+nt d nrga (/otosntsis o raión

D+mia) ; n /+nión d la /+nt dar'ono (#2 o molA+las org?nias)



@sb, purple sulfur bacteria$ Ag, Beggiatoa, +b, Ferrobacillus$

B, Thiobacillus, 14, sulfate reducers, 1O, sulfate o#idiers,

%v, Desulfovibrio$ %m, Desulfotomaculum$ 7, Clostridium"



*tili+acin biolgica del a+u,re

• +uente de energía /sulfato reducción, o#idación

de sulfuros0

• +otosíntesis /non6O2 6evolving0

• Cmino ácidos /met, cys0• 1íntesis de proteínas /puentes disulfuros0

• Clmacenamiento de energía /C@1, @C@10

• Enymas del grupo @rostetic /proteínas +e610• ompuestos bioquímicos

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