![[Biología] Margulis, Lynn y Dorion Sagan - Mocrocosmos](https://static.fdocuments.ec/doc/165x107/563db7e0550346aa9a8ecc67/biologia-margulis-lynn-y-dorion-sagan-mocrocosmos.jpg)
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THE PHENOMENON OF LIFE ON EARTH MASTER EN GEOLOGÍA: TÉCNICAS Y APLICACIONES 60433 - PALEONTOLOGÍA Y DINÁMICA DE LA BIOSFERA GUÍA DOCENTE PARA EL CURSO 2014 - 2015 CURSO: 1 , SEMESTRE: 2 , CRÉDITOS: 5.0 EL FENÓMENO DE LA VIDA EN LA TIERRA
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T H E P H E N O M E N O N O F L I F E O N E A R T H
M A S T E R E N G E O L O G Í A : T É C N I C A S Y A P L I C A C I O N E S
6 0 4 3 3 - P A L E O N T O L O G Í A Y D I N Á M I C A D E L A B I O S F E R A
G U Í A D O C E N T E P A R A E L C U R S O 2 0 1 4 - 2 0 1 5
C U R S O : 1 , S E M E S T R E : 2 , C R É D I T O S : 5 . 0
EL FENÓMENO DE LA VIDA EN LA TIERRA
¿QUÉ ES LA VIDA?: I
• Arturo Aldunate Philips en su libro "A Horcajadas en la luz", publicado en el año 1976 dijo:
• Las condiciones necesarias y suficientes para que un objeto sea reconocido como un organismo vivo
son:
• 1º. Debe ser un conjunto de materia distinto o separado, con un límite preciso y bien definido
• 2º. Debe experimentar intercambio permanentes de materias con su ambiente y alrededores sin
alteración manifiesta de su propiedades, dentro de un corto espacio de tiempo. Esta condición puede
asimilarse al proceso metabólico con alteraciones químicas y periódico de las células vivas incluyendo la
idea de percepción y intercambio de informaciones con el exterior.
• 3º. Debe haber tenido su origen en un proceso de división y fraccionamiento de uno o dos objetos de
la misma especie a través de una secuencia mantenida. Debe tratarse, por consiguiente, de una
propagación o conservación de una especie a través de multiplicaciones resultantes de un proceso
permanente de procreación entre individuos semejantes.
• 4º. Finalmente, a estas condiciones debe agregarse, la peculiarísima de improbabilidad como
fenómeno físico.
• Capacidad de promover una organización de la materia provocando una disminución de la entropía en
contradicción con la segunda ley de la termodinámica . Pero el ser vivo es un sistema abierto, por lo que el
balance de Entropía entre la interacción del ser vivo y el medio ambiente es positivo; considerar al ser vivo
como un sistema cerrado es un error, por ello no contradice en absoluto al segundo principio de la
Termodinámica. La disminución aparente de Entropía está compensada con el tiempo (El tiempo corre en
un ser vivo) y éste está íntimamente ligado con el aumento constante de Entropía en el
Universo.(Podríamos decir que un ser vivo es "una burbuja del espacio-tiempo en la que la entropía
aumenta a una velocidad más lenta").
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 2
¿QUÉ ES LA VIDA?: II
• Otra definición sobre que es la vida es la desarrollada por MacGowan y Ordway, que exponen los atributos que deben ser considerados al tratar de definirla:
• 1) Reproducción.
• 2) Muerte.
• 3) Crecimiento.
• 4) Mantenimiento de un ambiente circulante específico.
• 5) Sensibilidad paras las condiciones del mundo que la rodea y reacción frente a tal mundo.
• 6) Utilización de energía externa.
• 7) Almacenamiento de energía.
• 8) Absorción de materiales nutricios del exterior y devolución de los desechos nuevamente al exterior
• 9) Capacidad de evolucionar
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 3
¿QUÉ ES LA VIDA?: III
• Niles Eldrege: la vida es un festival de diversidad biológica e intelectual… en su prólogo a la obra de Margulis y Sagan ¿qué
es la vida?
• Para Lynn Margulis y Dorion Sagan la vida es un verbo. Influidos
por el análisis de Lovelock dicen que la vida “explota” en
nuevas formas, metaboliza, replica, copia, hereda, se protege,
se organiza…
• Un libro de Biología, utilizado por los cursos de primero, el Purves,
Sadava, Orians, Heller, Life, define la vida como: • Puede ser definida como una unidad genética organizada, capaz de
metabolizar, reproducirse y evolucionar
• El metabolismo, la actividad química de un ente vivo, es controlado por los
genes
• La evolución biológica es el cambio en la composición genética de una
población de organismos con el tiempo.
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 4
OBJETIVOS-CONCEPTOS CLAVE
• ¿Qué es la vida?
• Origen de la vida • Dónde, cuándo
• Cómo reconocemos la vida • Esqueleto de la vida
• Química de los seres vivos
• Física de los seres vivos
• Metabolismo
Origen de la tierra y del Universo • De la geoquímica a la bioquímica
Hitos de la vida en la Tierra
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 5
BIG BANG
Polvo cósmico + gases + H2O
Tierra+oceanos
La Sopa de Haldane
Atmósfera reductora (gases como
CH4,NH3,N2,CO2,H2O responsables de la
síntesis abiótica de compuestos orgánicos)
• ¿qué es la vida?
• Características de la vida: • Energía
• Movimiento
• Continente
• Herencia
• Los seres vivos tienen límites, necesitan energía, son capaces de auto-organizarse, reproducirse y evolucionar…
• La vida se basa en reacciones químicas en las que los diferentes compuestos deben acercarse o separase para poder reaccionar.
• Para ello, deben estar incluidos en un medio líquido.
• En un medio sólido, son pocas las reacciones químicas que se pueden producir, ya que los átomos no pueden desplazarse para reaccionar unos con otros.
• En un gas, los átomos se desplazan con gran libertad, pero la densidad de éstos es baja y disminuye la probabilidad de encontrarse ara reaccionar.…
• Busquemos cuál es el elemento ideal …
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 7
Pasteur
Darwin
Schrödinger
El átomo
La energía
El movimiento
El big bang
OBJETIVO 1 INTENTAR ENTENDER LA CUESTIÓN FUNDAMENTAL: ¿QUÉ ES LA VIDA?
PASTEUR
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 8
En el s. XIX Louis Pasteur
demostró que los
organismos no aparecían
por generación
expontánea.
Su trabajo desterró
definitivamente la vieja
teoría sobre la vida
¿CÓMO RECONOCEMOS LA VIDA?
• … I can give no satisfactory answer. The case at
present must remain inexplicable; and may be
truly urged as a valid argument against the views
here entertained.”
• Hasta medias de los1960s, la falta de registro fósil
en el Precambrico era uno de los problemas sin
resolver de la Ciencia Natural.
• En los1880s, ‘1890s, y 1900s tempranos, Charles
Doolittle Walcott hizo los primeros descubrimientos
sobre los estromatolitos Precámbricos,
phytoplankton (Chuaria), y la famosa fauna de
Burgess Shale de edad Cámbrico. En 1914 las
bacterias fósiles de las calizas de Montana. Pero
no fué aceptado.
• En los 1950s, Boris Vasilevich Timofeev anunció
esporas de plantas en el Precambrico de la Unión
Sovietica, pero también fueron cuestionadas.
• Algo más tarde, Stanley A. Tyler (1915-1984) y Elso
S. Barghoorn (1915-1984) descubrían fósiles en el
Precambrico de la formación Gunflint chert en el
sur de Canada.
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 9
En 1859 afirmaba, si la teoría (de la evolución) es cierta, entonces las rocas anteriores al Cámbrico deberían estar llenas de criaturas vivientes, sin embargo no las encontramos…
EL DILEMA DE DARWIN
• La publicación que revolucionó todo fué la de Barghoorn and Tyler en 1965 quienes describieron la fauna de Gunflint.
• Preston Cloud (1912-1991) la confirmaron
• Los fósiles Precámbricos, "inexplicables" en el tiempo de Darwin se conocen muy bien como ha explicado el profesor Liñán.
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 10
El registro fósil evidencia la antigua vida en el Precámbrico.
DARWIN Y EL ORIGEN DE LA VIDA
• La vida se puede explicar con la física y la química
• Schrodinger influyó en la definición del concepto sobre la vida al preguntarse cosas tan elementales como porqué los átomos son tan pequeños, cuáles son las leyes físicas que rigen la vida, como la difusión, el movimiento, la división, la energía…
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 11
En 1944 Schrodinger fue unos de los primeros en intentar responder a la pregunta fundamental ¿qué es la vida? Mediante el estudio de los aspectos físicos de la misma….
SCHRÖDINGER
• ¿Auto-organización y movimiento propician la reproducción?
• ¿posibilita la reproducción la evolución?
• Los cambios de estado o las novedades por mutación son heredables?
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 12
¿cuál es el esqueleto? ¿cuál la fuerza?
¿cuáles son las dimensiones?
ORGANIZACIÓN REPRODUCCIÓN EVOLUCIÓN
• Química de los seres
vivos
• La unidad de la
bioquímica
• La bioquímica es la
química de la vida
• ¿cuáles son los
bioelementos o
elementos
biogénicos?
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 13
La vida tiene un “esqueleto” químico (refrescaremos la química general con el clásico de Petrucci (Ed. 10, 2011)
OBJETIVO 2 ¿CÓMO RECONOCEMOS LA VIDA?
• Lavoisier, s. XVIII, el
Padre de la
Química moderna
P&D biosfera: El fenómeno de la vida en la tierra 14
La vida tiene un “esqueleto” químico
Lavoisier:
azúcar—alcohol
OBJETIVO 1 ¿CÓMO RECONOCEMOS LA VIDA?
Marie Paulze y Antoine Lavoisier Retrato de J-L David
• Midió cuatitativamente la composición del “espíritu del vino”, conversión de los azúcares del mosto en alcohol etílico, por combustión, midiendo la cantidad de reactivos iniciales, alcohol y oxígeno y comparandola con la de los productos, dióxido de carbono y agua.
• C2H60 + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
• Concluyó que los constituyentes vegetales son H, O y C, y ningún vegetal puede existir sin éstos.
• Abrió la puerta de la química orgánica
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 15
Realizó los primeros experimentos
químicos cuantitativos.
Demostró que en una reacción química,
la cantidad de materia es la misma al
final y al comienzo de la reacción.
• Esto prueba—ley de la conservación
de la materia—que en un sistema
cerrado que experimenta un proceso
físico, determinadas cantidades
medibles permanecen constantes.
Investigó la composición del agua y
denominó a sus componentes oxígeno e
hidrógeno.
Concepto de Elemento químico, su
combinación eran el origen de las
sustancias del Universo
APORTACIONES DE LAVOISIER
La cuestión de la vida
en algún lugar del
sistema solar (o del
universo, o en nuestro
planeta inicial) es uno
de los debates más
antiguos y profundos
de la ciencia.
P&D biosfera: El fenómeno de la
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Objetivo
¿podemos responder a la cuestión buscando vida en el universo?
EL FENÓMENO DE LA VIDA EN LA TIERRA
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Is mars habitable?
WALLACE —DARWIN ¤ OF THE SELECTION NATURAL
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BIG BANG
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TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
• De la geoquímica a
la bioquímica
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Lo que nos cuentan la moléculas fósiles sobre la joven tierra
Oxford University Press 2009
ECHOES OF LIFE
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 21
LOS ELEMENTOS DE LA MATERIA VIVA
P&D biosfera: El fenómeno de la
vida en la tierra 22
Ele
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P
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Metano
CARBONO
• ¿Es común la vida
en el Universo?
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El de la vida en la tierra
SOLO TENEMOS UN MODELO DE VIDA
¿ORIGEN EXTRATERRESTRE?
• La vida en la Tierra es extraterrestre
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• La vida en el sistema solar Christopher P. McKay
• Planetas habitables en el Universo: el planeta para Ricitos de oro (Goldilocks). Natalie Batalha
• Ambos del NASA Ames Research Center
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Poner “life beyond earth” y obtendreis varias direcciones de magníficos videos en youtube.
Selecciono los de McKay, Batalha y NG
https://www.youtube.com/watch?v=VUrVPjrdobw
https://www.youtube.com/watch?v=ujaSsSuDdVw
https://www.youtube.com/watch?v=ujaSsSuDdVw
A PLANET FOR GOLDILOCKS
THERE IS ONLY ONE TREE OF LIFE ON EARTH
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• La vida
• Debate: definir qué es el fenómeno de la vida
• Equipo 1: ¿ porqué se inició la vida?
• Equipo 2: ¿Es todo el planeta un ser vivo: Gaia?
• Equipo 3: el cuándo, el cómo, el dónde en la tierra (¿y en el universo?)
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Bioquímica
Biología
Geología
DISCUSIÓN
• ¿Cuál es la hipótesis de Gaia ?
• Podríamos haber descubierto un ser vivo mayor, más antiguo y más complejo de lo que hayamos imaginado nunca.
• Este ser, llamado Gaia, es la tierra.
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James Lovelock
1989
Las edades de Gaia
LA HIPÓTESIS GAIA
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Schopf: Time
Ribbon, idea
de J. William
Schopf y
pintado por
los Connolly,
LA Museum of
Natural History
SHOOPF: LA CINTA DEL TIEMPO
