El origen de la vida

Generación espontánea:Planteada desde Aristóteles. La vida se origina a partir de una combinación de los cuatro elementos básicos (aire, agua, fuego y tierra) o de cualquier sustancia inerte. Es decir a partir materiales como el lodo, del agua, el agua del mar, etc, se puede generar vida.

Ideas y teorías

Creacionismo:

El origen de la vida es sobrenatural, uno o varios seres superiores son los creadores de la vida. No interviene ninguna reacción físico-química

Biogénesis: Los seres vivos sólo pueden formarse a partir de otros seres vivos, bien sea por reproducción sexual o asexual.

1ª observación : obtener gusanos de trozos de carne.Poner un trozo de carne en un recipiente abierto.Dejar el recipiente al aire libre.Mantener el recipiente a temperatura ambiente

Observaciones que reforzaban la teoría de la generación espontánea

Resultado:Al cabo de unos días aparecen gusanos sólos.

2ª receta: obtener ratones.Poner ropa interior sudada junto con trigo en un recipiente con boca.

Resultado:Al cabo de 21 días el olor cambia y penetra por las cáscaras del trigo. De esta manera el trigo se transformará en ratones.

Observación directaPiojos, garrapatas, pulgas y gusanos nacen de las entrañas de los vertebrados, una herida mal curada puede desarrollar gusanos (miasis).

Propuestas realizadas por Jan B. van Helmont (médico, 1667

Experimento de Redi: controversia generación espontánea-biogénesis

Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el siglo XVII el siguiente experimento:

Aparecen gusanos

Frasco abierto

Carne Carne Carne

Frasco tapado con una gasa

Frasco cerrado herméticamente

No aparecen gusanos

Aquí aparecen huevos de mosca

Imágenes tomadas de origen de la vida

Mosca (adulto)

Larva de la mosca (“gusano”)

Conclusiones del experimento de Redi.

Los gusanos sólo aparecen en la carne si entra en contacto con las moscas, que depositan en ella los huevos a partir de los cuales se desarrollan las larvas, que son los “gusanos”.

Son varias las especies de moscas cuyas larvas pueden

alimentarse de carne.

Lucilia caesar

Sarcophaga carnaria

Calliphora vomitoria

Musca domestica

Con este sencillo experimento Redi demostró que la vida sólo puede surgir de vida preexistente.

Imágenes tomadas de origen de la vida

1. El aire del recipiente tapado puede estar enrarecido y falsea los datos.2. Explicaría la aparición de seres macroscópicos pero no de las

bacterias y otros microorganismos.

Inconvenientes del experimento de Redi

La teoría se prolongó hasta el siglo XIX, en el que Louis Pasteur realizó el experimento que refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea.

¿Hasta cuándo duró la teoría de la generación espontánea?

1864

El aire podía pasar a los recipientes, pero no así

los microorganismos, que quedaban

atrapados en el cuello. Si se corta el cuello el

líquido se contamina con microorganismos.

Microbios

El experimento de Pasteur

Imágenes tomadas de origen de la vida

Imágenes tomadas de origen de la vida

Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane

John Burton S. Haldane (1892 - 1964)

Aleksandr Ivanovich Oparin (1894 - 1980)

Los dos científicos enunciaron esta teoría simultáneamente.Esta teoría se basa en las condiciones físico-químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida.

Imágenes tomadas de origen de la vida

En la Tierra, en principio:1. Atmósfera reductora : sin oxígeno libre, con

metano, vapor de agua, dióxido de carbono, amoniaco y sulfuro de hidrógeno.

2. En el agua se encuentran fosfatos disueltos.3. Altas temperaturas, provenientes de la

actividad volcánica, las radiaciones solares y las descargas eléctricas producidas por las frecuentes tormentas.

Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane

¿Cómo se origina la vida según la teoría físico-química?1. Existencia de una “sopa primitiva” en el medio marino.2. Aparición de las primeras moléculas orgánicas.3. Las moléculas orgánicas con función catalizadora que permiten reacciones

químicas que se repiten ( ciclos de reacciones químicas).4. Interacción de las reacciones químicas entre sí formando hiperciclos que

son más estables que los ciclos pequeños. Los hiperciclos son la base del metabolismo celular actual.

5. Se rodean de una envoltura probablemente de lípidos probablemente por aquellos que pueden formar micelas.

6. Poco a poco se forman los primeros individuos: procariotas7. Posteriormente se forman los eucariotas.

Moléculas orgánicas

Función catalizadora: permite reacciones cíclicas automantenidas

Polímeros de fosfato autorreplicantes (semejantes al ARN)

Sopa primitiva en medio marino y atmósfera reductora

Ciclos de reacciones químicas

Hiperciclos de reacciones químicas

Replicaciones no exactas: equivalente a mutaciones

Aumento de la diversidad molecular.

El ADN es menos estable que el ARN en esas características físico-químicas de la Tierra

¿Cómo se forman las moléculas?

Miller

Teoría del origen físico-químico de la vida: Experimento de Miller

Miller 1953: demuestra la teoría de Oparín-Haldane

En el laboratorio a partir de moléculas inorgánicas obtiene moléculas orgánicas

Imágenes tomadas de origen de la vida

Pensamientos científicos:Unicamente los seres vivos pueden fabricar materia orgánica (aminoácidos, ácidos grasos…)

Experimento de Miller

Este experimento probaba que las condiciones existentes en el planeta hace unos 3500 millones de años fueron tales que pudieron formarse espontáneamente moléculas orgánicas.

Formación de micelas

Albergar en su interior moléculas autorreplicantes: vesículas con moléculas capaces de dividirse.Son los coacervados: biomoléculas que se encuentran rodeadas por una membrana lipídica muy rudimentaria.

Generación de hiperciclos = generación del metabolismo

Primeras células procariotas

El aislamiento en una membrana permite que unas reacciones se realicen y otras se dificulten.

Moléculas orgánicas hidrófobas

+ Grupos fosfatos

Vesículas que se dividen: por fisión

Vesículas que se fusionan: por choques

¿Cómo se forman las primeras células?

¿Cómo se alimentan las primeras células?

Solución

Nutrición heterótrofa: primera forma de alimentarse

Ingestión directa de aminoácidos, azúcares, lípidos, etc.

Descenso de nutrientes en el medio

problema

Fermentación: proceso por el que obtenían energía al degradar los nutrientes tomados del exterior. Esto es una

nutrición heterótrofa anaerobia

Fotosíntesis: uso de la cadena de electrones asociado al intercambio de H+, se generan nuevos nutrientes.

Fotosíntesis no oxigénica: la energía solar excita

electrones de H2S (ácido

sulfhídrico) , el etanol y el propio

H2 y el producto de desecho era

diferente al oxígeno, por ejemplo el azufre. Primera fotosíntesis

Fotosíntesis oxigénica: la energía solar excita electrones de

H2O y el producto de

desecho es oxígeno.Segunda fotosíntesis

La fotosíntesis permite al organismo independizarse el medio porque fabrica sus propias biomoléculas. Sólo necesita moléculas inorgánicas y luz solar.

Fotosíntesis oxigénica: la energía

solar excita electrones de H2O y el

producto de desecho es oxígeno.

Aparición del oxígeno

Cianobacterias: 1. Aparecen hacen unos 2000 m.a.2. Obtienen H+ del agua (fotolisis)

mediante la fotosíntesis oxigénica.3. Liberan O2

Cianobacterias

Consecuencia

Liberación de un producto altamente tóxico que provoca la muerte de muchos seres vivosCrisis ecológica.

¿qué pasa con el oxígeno producido?

Reacciona con minerales y sales, especialmente el hierro. Existen grandes depósitos de hierro con una edad de 1800 – 2000 m.a.

Aumento de la concentración de oxígeno en agua y atmósfera. El oxígeno que sobrante, el que no puede reaccionar con los minerales.

Consecuencia

Formación de la capa de ozono: filtra los rayos U.V. Esta radiación es mortal para los seres vivos actuales.

Respiración aeróbica: Algunas cianobacterias desarrollan la capacidad de utilizar el oxígeno que producen como receptor de electrones. Se obtienen más energía que con la fermentación.

Teoría de la endosimbiosisLynn Margulis: postulante de la teoría.

Resumen: la célula ecuariota se originó por endosimbiosis, incorporación física de células procariotas en eucariotas.

Estructuras de células eucariotas que provienen de las procariotas:1. Mitocondrias: provienen de bacterias

primitivas

2. Cloroplastos: provienen de antiguas cianobacterias

3. Centriolos, cilios y flagelos: provienen de bacterias similares a las actuales espiroquetas.

Pruebas: 1. Mitocondrias y cloroplastos: tienen su propio

material genético, su AND es circular y los ribosomas son muy parecidos a los de los procariotas.

2. Mitocondrias y cloroplastos: realizan la síntesis de proteínas y la expresión génica

3. Mitocondrias y cloroplastos: pueden ser destruidos por antibióticos como la mayoría de las bacterias pero no las actuales células eucariotas.

4. Mitocondrias y cloroplastos: tienen doble membrana, una es la de la bacteria y la otra la de la vesícula que la englobó.

5. Microtúbulos: se han encontrado en especies de espiroquetas.