tema 10- origen y evolución de la vida.

Transcripción

I.E.S. “Sierra de San Quílez” - BINÉFAR
GEOLOGÍA 2º de Bachillerato
TEMA 10- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA.
10.1-TEORÍA SINTÉTICA DE LA
evolución. Un aspecto fundamental de
EVOLUCIÓN. (Las bases genéticas
la TSE es que son las poblaciones (o
de la evolución)
mejor, los genes de las poblaciones) los
que evolucionan, no los organismos
Desde la época de Darwin se han
acumulado muchos conocimientos que
individuales, como se pensaba en la
permiten una interpretación más precisa
época de Darwin.
del proceso evolutivo. Una de las
principales carencias de la teoría de
Darwin era que no se explicaba por qué
aparecían nuevas variaciones
intraespecíficas, ni cómo se transmitían
estas a los descendientes. Con el
desarrollo de la genética estos aspectos
pudieron ser explicados con claridad.
10.1.1-EL
POR
QUÉ
DE
LA
EVOLUCIÓN.
a) Aislamiento de poblaciones.
Los individuos pertenecientes a una
especie
viven
en
poblaciones
reproductivamente aisladas. Pese a existir
la
posibilidad
teórica
de
tener
descendencia fértil, los organismos sólo
se cruzan con sus compañeros de grupo.
Pero, ¿qué separa unas poblaciones de
otras?
De la combinación de la teoría
darwiniana y de los principios básicos
de la genética y la paleontología surgió
a mediados del siglo XX la que se
conoce como teoría sintética de la
Tema 10-El origen de la vida.
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para los caracoles, el contorno de un
lago es el límite de los peces que lo
habitan, un matorral aislado puede ser
una isla para una colonia de insectos,
etc
-Por un lado la existencia de
barreras geográficas, constituidas por
accidentes geográficos o climáticos que
impiden
la
comunicación
poblaciones.
(Ej.
una
entre
cadena
montañosa, un estrecho de mar, un río,
un desierto, islas aisladas, etc)
En la aparición de barreras ha
tenido un papel relevante la tectónica de
placas.
Durante
el
mesozoico
el
supercontinente Pangea se fracturó en
varias placas abriendo nuevos océanos,
la colisión de placas generó nuevas
cordilleras, etc
Existen
geográficas
a
-Por otro lado están las llamadas
barreras ecológicas y etológicas que
impiden la reproducción cruzada entre
también
escala
barreras
mucho
individuos de dos poblaciones pese a
más
que puedan residir en el mismo espacio
reducida que las mencionadas. Unos
geográfico. Tales barreras “invisibles”
centenares de metros de terreno seco
son los hábitos diurnos o nocturnos de
`pueden ser una muralla infranqueable
distintos individuos, la posesión de
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células sexuales incompatibles, distinta
época de celo, distinta temperatura de
c) Selección natural.
(Diferenciación gradual 2)
floración, etc
Partiendo del hecho de que en una
b)
Variaciones
genéticas.
(Diferenciación gradual)
población nacen muchos más individuos
de los que finalmente sobrevivirán hasta
La variabilidad genética entre
adultos y se reproducirán, y del hecho
los individuos de una población es la
de que dentro de una población existe
materia prima sobre la que actúa la
abundante variabilidad hereditaria, que
selección natural. Pero, ¿cómo surge esa
aumenta de manera continua, se deduce
variabilidad genética? Hoy en día
el tercer hecho importante: los escasos
sabemos que esas variaciones son el
individuos de cada generación que se
resultado
reproducen son aquellos que presentan
de
dos
procesos:
las
mutaciones y la recombinación sexual.
Las
forma
mutaciones
aleatoria,
alguna característica (por pequeña que
ocurren
de
incontrolada
e
inevitable y que dan lugar a nuevos
ésta sea) que favorezca su supervivencia
de un modo más efectivo que las que
posean sus compañeros.
genes (y por tanto a nuevos caracteres
hereditarios) Si la mutación es muy
“grande”, es muy probable que sea letal.
Pero si la mutación es “pequeña”, puede
ocurrir
que
produzca
un
efecto
favorable o desfavorable sobre el
descendiente. Si el efecto es favorable,
ese nuevo gen, tenderá a extenderse en
la población.
durante
fecundación.
característica
“a”
sobrevive
y
se
reproduce gracias a ella, en la siguiente
generación
habrá
muchos
más
individuos con esa característica “a”, y
en poco tiempo, toda la población
poseerá la característica “a”. Se habrá
La recombinación sexual tiene
lugar
Si el individuo que presenta una
la
meiosis
Ambos
y
producido un pequeño paso evolutivo.
la
mecanismos,
inherentes a la reproducción sexual, no
crean
nuevos
combinaciones
genes,
nuevas
pero
de
sí
genes
existentes.
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Es importante recordar que las
características
que
propicien
medicamentos que hace 40 años les
la
resultaban letales? ¿Ganaremos alguna
supervivencia, no son las mismas en
vez la guerra contra las enfermedades
todas partes ni en todos los momentos.
infecciosas?)
El color de piel blanco puede ser una
característica propicia en un clima
polar, pero no serlo en un clima
tropical; el tamaño grande puede ser una
ventaja para un depredador que viva en
campo abierto, pero no para otro que
En definitiva las variaciones genéticas
viva en un bosque cerrado, etc
surgen por azar, y sobre ellas actúa la
fuerza conductora de la selección
natural, eliminando aquellos genes que
produzcan
caracteres
desfavorables.
Mucha gente piensa de forma errónea
que la evolución es sinónimo de azar.
Las mutaciones y por tanto la aparición
También se debe recordar que la
selección natural afecta a cualquier
forma de ser vivo. Los depredadores
más rápidos serán los que transmitirán
sus genes a la siguiente generación,
pero también serán las presas más
rápidas las que lo hagan. Los insectos
que mejor se camuflen pasarán la
prueba de la selección, pero también la
superarán las aves con mejor visión.
Estos dos ejemplos pretenden resaltar
de nuevas variedades, suceden por azar;
pero la selección natural es lo contrario
del azar. La selección natural posibilita
que sobreviva el mejor diseño de entre
los existentes, el cuál deja copias de sí
mismo y sobre estas copias se realizarán
nuevas variaciones, dando lugar a un
proceso algorítmico de mejora que,
proyectado durante millones de años,
posibilita que se desarrollen diseños
vivos verdaderamente eficaces.
que la evolución nunca se detiene, y se
parece en gran medida a una carrera de
armamentos.
microorganismos
resisten
sin
(¿Por
qué
patógenos
problemas
los
actuales
los
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eligen a los machos que han resultado
vencedores en las berreas? ¿Por qué las
hembras de muchas especies exigen un
precio al macho antes de aparearse,
comida, construcción de nido, etc?
¿Qué son los celos? ¿Por qué los
machos de mantis insisten en aparearse
Selección artificial.
si el precio es la muerte?)
Normalmente, los individuos mejor
adaptados para la supervivencia son los
que dejan más descendientes, pero no
siempre es así.
Selección sexual.
La selección sexual afecta sólo a
una parte del reino animal. En palabras
de Darwin, si la selección natural es la
responsable
Una modalidad especial de selección
de
la
efectividad,
la
natural, es la llamada selección sexual,
selección sexual es la responsable de la
que es debida a la fuerte competencia
belleza.
que tiene lugar entre los miembros de
un sexo para reproducirse. La selección
sexual no favorece caracteres que
supongan una ventaja desde el punto de
vista adaptativo o de supervivencia del
individuo, sino que favorece aquellos
que
faciliten
la
reproducción
(transmisión de genes) Por ejemplo,
puede favorecer a los machos de aves
de largas y vistosas colas, o a los
d)
Desarrollo de adaptaciones.
(Acumular pequeños cambios)
pesadas
Si miramos a nuestro alrededor,
cornamentas. (¿Por qué las hembras
vemos multitud de formas vivas con
ciervos
de
largas
y
características
y
comportamientos
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peculiares, que nos hacen plantear
Repitiendo la operación durante miles
preguntas del tipo: ¿Por qué los árboles
de generaciones, los pequeños cambios
tienen el tronco leñoso?, ¿por qué los
se irán acumulando de modo que el
peces
cuerpo
órgano irá ajustando su diseño a las
hidrodinámico?, ¿por qué los animales
necesidades ambientales, y entonces
polares disponen de gruesas capas de
diremos que la especie ha desarrollado
grasa bajo su piel?, ¿no es demasiada
una adaptación.
tienen
aletas
y
casualidad que aparecieran órganos
delicadamente admirables como es un
ojo humano?
Todas las preguntas expuestas tienen su
Pero ¡ojo! A lo largo de millones
respuesta en el concepto de adaptación.
Una
adaptación
es
un
dispositivo
de
años,
las
condiciones
biológico que ayuda al poseedor a
medioambientales
superar un problema que existe en el
muchas veces (cambios climáticos,
lugar donde vive, y en realidad son
impactos de asteroides, llegada de
consecuencia de la selección natural. Un
nuevos depredadores o infecciones) y
órgano complejo no puede aparecer en
los seres vivos, o se extinguen, o
un
evolucionan adaptándose a las nuevas
solo
salto,
en
una
sola
macromutación, en un único golpe de
han
cambiado
condiciones.
suerte. Por el contrario, recordemos que
los organismos que dejan copias de sí
mismos son los que poseían alguna
ligera ventaja sobre los demás de su
especie. Este hecho supone que la
población adquirirá un pequeño cambio.
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Tipos de adaptaciones.
especie desarrollaría una adaptación
-Adaptaciones estructurales.
fisiológica cuando modifica la función
de un órgano preexistente (desarrollo de
Todas
las
especies
tienen
adaptaciones estructurales de diversa
naturaleza: de protección (caparazón de
las tortugas, espinas en los cactus, pared
pulmones a partir de la vejiga natatoria
de los peces, transformación de las
escamas de los reptiles en plumas en las
aves primitivas, etc)
celular de las bacterias, etc), de régimen
alimenticio (dentición de los carnívoros,
-Adaptaciones de conducta.
espiritrompa de las mariposas, barbas de
Las
adaptaciones
suponen
desplazamiento (alas, aletas, piernas),
comportamientos, y suponen un éxito
de reproducción (huevos con cáscara,
evolutivo considerable. Serían ejemplos
placenta de los mamíferos, glándulas
una mejora en la búsqueda de alimento,
mamarias, flores vistosas para atraer a
los
los
de
especies simbiontes, la organización
coordinación (órganos de los sentidos,
social de insectos como las hormigas o
sistemas nerviosos y endocrinos, etc).
las abejas, o la aparición de la cultura en
polinizadores),
De modo que se puede definir
hábitos
aparición
conducta
las ballenas, raíces de las plantas), de
insectos
la
de
de
de
nuevos
cooperación
entre
el ser humano. Aunque algunas plantas
como adaptación estructural aquella que
presentan adaptaciones de conducta, es
ha supuesto la aparición de nuevos
obvio que estas son casi exclusivas del
órganos.
reino animal.
Restricciones físicas. Los límites
de la selección natural.
Si siempre son los organismos mejor
adaptados los que sobreviven ¿por qué
no existen animales que corran a la
velocidad del sonido?, ¿por qué no hay
animales con ruedas?, ¿Por qué las
presas
-Adaptaciones fisiológicas.
Son las adaptaciones que afectan al
funcionamiento del organismo. Una
no
nacen
acorazadas
con
planchas de titanio?
La
respuesta
a
todas
las
preguntas planteadas es la misma. No
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todo lo imaginable o deseable es
humana,
físicamente
animal
permanente de atragantamiento y ahogo
corriendo a la velocidad del sonido,
(efecto secundario de la adquisición del
consumiría tanta energía que de ningún
habla)
posible.
Un
modo podría recuperarla con alimentos,
que
supone
un
riesgo
e) Especiación.
un animal con ruedas debería tener
Una vez sentadas las bases para
órganos móviles, desconectados del
resto del cuerpo, de modo que sería
imposible abastecer a las ruedas de
la
diferenciación
gradual
de
las
poblaciones (debidas a las mutaciones y
la selección natural), sólo resta contar
riego sanguíneo, y así sucesivamente.
con tiempo suficiente. Imaginemos dos
Vivimos en un mundo con unas
poblaciones de la misma especie que
leyes físicas fijas. Dentro de sus límites,
hayan permanecido aisladas durante un
los seres vivos pueden evolucionar y
millón de años (en dos islas separadas, o
“perfeccionarse”, pero nada más (y nada
a ambos lados de una cordillera, por
menos)
ejemplo) Dado que los ambientes que
Contraadaptaciones.
han
ocupado
Algunas características presentes
selección
eran
natural
diferentes,
habrá
la
favorecido
en los seres vivos parece que han
diseños diferentes en cada caso. Durante
evolucionado en el sentido de ser
un tiempo, a pesar de las pequeñas
perjudiciales. ¿Acaso no ha funcionado
diferencias acumuladas, si las dos
la selección natural? Cuando estas
poblaciones pudieran haberse juntado
características paradójicas son vistas en
de nuevo, todavía podrían haber tenido
su
“efectos
descendencia fértil. En ese momento
secundarios” de la mejora de otros
serían razas, o quizá subespecies de la
caracteres más importantes para la
misma especie. Pero con el paso del
supervivencia y la reproducción.
tiempo,
contexto,
resultan
ser
la
cantidad
de
caracteres
distintos entre los dos grupos es tal, que
Son
ejemplos
de
contraadaptaciones, el doloroso y difícil
parto de las hembras humanas (efecto
secundario de la adquisición de la
postura bípeda) o la unión de conducto
respiratorio y digestivo en la faringe
aunque vuelvan a estar comunicados la
reproducción cruzada será imposible.
Llegado ese momento diríamos que una
especie ancestral ha dado lugar a dos
especies nuevas. Se ha producido una
especiación.
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Se
habla
de
especiación
que recuerda las relaciones familiares.
alopátrica cuando la barrera que separó
Del mismo modo que se puede rastrear
a ambas poblaciones era geográfica. Por
la genealogía de una gran familia, los
el contrario, si la separación no era
paleontólogos tratan de descifrar el
geográfica,
parentesco evolutivo o las relaciones
diríamos
que
se
ha
producido una especiación simpátrica.
filogenéticas entre el maremagnum de
seres vivos que pueblan o han poblado
la Tierra.
10.1.2-RELACIONES
FILOGENÉTICAS.
Desde que surgió la vida en la
Tierra, el proceso evolutivo ha dado
origen a miles de millones de especies.
La inmensa mayoría de esas especies ya
no existe, pero el registro fósil nos
permite asomarnos al pasado.
El
estudio
de
las
relaciones
históricas entre los organismos se
conoce como sistemática evolutiva, y
trata
de
filogenético.
reconstruir
Este
el
árbol
árbol
permite
diferenciar distintos patrones de cambio
evolutivo. En algunas ocasiones se
observan
cambios
graduales
y
progresivos en una sola dirección. Otras
veces se observan ramas que se bifurcan
en dos o tres caminos diferentes, y en
algunos caso se aprecian verdaderas
A lo largo de millones de años, unas
radiaciones
evolutivas,
cuando
un
especies han surgido de otras y han
tronco original se diversifica en cientos
formado otras nuevas, en un proceso
de ramas en muy poco tiempo. Un
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ejemplo de esto último, es la radiación
especies. En la actualidad estamos
que
mamíferos
asistiendo a otra extinción en masa, la
cuando se extinguieron los dinosaurios,
provocada por los seres humanos, que
y por consiguiente dejar vacíos los
según algunas estimaciones ha supuesto
ecosistemas terrestres.
ya la desaparición del 20% de las
experimentaron
los
especies de la Tierra.
Naturalmente, no todas las ramas se
bifurcan o continúan desarrollándose
indefinidamente hasta la actualidad. A
menudo las ramas se interrumpen, es
decir,
las
especies
o
grupos
se
extinguen. En general las extinciones se
10.1.3-POLÉMICAS INTERNAS DE
LA TSE.
de
los
-El ritmo de la evolución. La visión
a
los
darwinista tradicional es gradualista y
cambios ambientales bruscos, o a la
sostiene que el ritmo de la evolución es
llegada de especies foráneas.
lento y se debe a la acumulación de
deben
a
organismos
la
incapacidad
para
adaptarse
pequeños cambios. En los años 70, sin
A lo largo de la historia del planeta
se han producido varias fases de
extinción en masa, que se utilizan para
marcar el final de una Era o periodo
geológico.
Es
muy
conocida
la
extinción de los dinosaurios, a finales
del Cretácico (hace 65 millones de
años), que acabó con el 70% de las
especies que existían en aquellas fechas,
pero fue aún mayor la extinción del
Pérmico (hace 230 millones de años),
embargo Gould y Eldredge plantearon
la teoría puntualista, según la cuál la
evolución
intervalos,
se
aceleraría
separados
en
por
cortos
largos
periodos de equilibrio o “no cambio”.
La visión puntualista de la evolución,
que ha gozado de cierta popularidad, no
es después de todo una alternativa. Por
un lado, si en un ambiente dado las
condiciones no cambian, las especies no
evolucionarán
porque
no
tendrán
en la que desapareció el 96% de las
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necesidad de hacerlo. Por otro lado, los
del descubrimiento de las mutaciones
rápidos
veces se
neutras por parte de Mooto Kimura. El
observan en el registro fósil, suelen
darwinismo clásico sostenía que por
deberse a la sustitución de unas especies
definición, todas las mutaciones debían
por otras invasoras, no a la evolución de
ser beneficiosas o perjudiciales para la
una población autóctona. Los términos
supervivencia, pero se ha descubierto
“rápido”
son
que muchas de ellas no son ni lo uno ni
puramente relativos. Un millón de años
lo otro, son neutras porque no tienen
es
escala
papel adaptativo. Esto supone que
ecológica, pero puede suponer sólo unos
algunas características presentes en los
metros de roca sedimentaria, y en poco
seres vivos no han pasado el filtro de la
espacio los fósiles mostrarán “rápidos
selección natural, y se han transmitido
cambios”.
por mero azar. Las mutaciones neutras
un
cambios
y
que
a
“lento”,
periodo
además
enorme
a
entonces, serían responsables en parte
de la evolución, pero de la parte
aburrida de la evolución, y de ningún
modo han tenido protagonismo en el
desarrollo de adaptaciones. Estas, nadie
lo pone en duda, son la obra de la
selección.
-El problema del altruismo. Durante
décadas, se propuso como un serio
problema
para
existencia
altruistas
-Las
en
la
comportamientos
numerosas
especies
animales. Un individuo que presta su
molecular
ayuda a un congénere, desvía parte de
experimentados a finales del siglo XX,
sus recursos a la supervivencia de un
parecían llamados a causar serios
posible competidor. ¿No debería la
problemas a las viejas ideas darwinistas.
selección natural eliminar a este tipo de
Curiosamente, la genética ha venido a
ejemplares? ¿No debería la selección
confirmar o a complementar la mayoría
natural favorecer a los individuos
en
neutras.
darwinismo
Los
avances
mutaciones
de
el
genética
de las hipótesis evolutivas. Es el caso
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egoístas que sólo trabajan para sí
por lo que el comportamiento egoísta,
mismos?
desaparecería de nuevo.
Este caso representa otro falso
Un caso extremo de altruismo
problema. Los etólogos han demostrado
familiar es el que presentan los insectos
que el altruismo sólo se presenta en dos
sociales, donde las abejas obreras,
casos bien definidos.
literalmente lanzan ataques suicidas
-En grupos donde se practica el
“hoy por ti mañana por mí”. Los
para proteger la colmena. El motivo de
semejante sacrificio hay que buscarlo en
murciélagos vampiros, por ejemplo,
la esterilidad de las obreras. Al no poder
ceden una parte de la sangre que han
reproducirse,
conseguido a los compañeros que no
han comido en toda la noche por falta
su
única
forma
de
transmitir sus genes es a través de la
reina.
de presas. Pero si un individuo no presta
El altruismo familiar, lejos de
ayuda a nadie a lo largo de varias
contradecir el darwinismo, viene a
noches, es identificado, atacado con
ofrecer un punto de vista aún más
saña y expulsado de la colonia. ¿Quién
radical. Los auténticos protagonistas de
lo tiene más difícil para sobrevivir y
la evolución no son los individuos ni las
reproducirse?
especies, sino los genes. Los ejemplos
-En grupos unidos por vínculos
familiares. Un padre puede poner en
peligro su vida desviando la atención de
los depredadores. Quizá sacrifique su
vida, pero favorece la supervivencia de
anteriores demuestran que la vida de los
individuos aislados carece de valor, y
que lo que realmente importa es la
transmisión de genes. (La teoría del gen
egoísta propone que los individuos
sus descendientes, y ellos han heredado
somos tan sólo vehículos temporales,
sus genes, por lo que el comportamiento
construidos por los genes, y destinados
altruista se mantendrá en la siguiente
a transmitir genes)
generación. Un padre “egoísta”, en
-La transmisión de información no
peligro
genética. Todo lo expuesto en el tema
abandonaría a sus crías para salvar su
bastaría para explicar la evolución de
pellejo. Sin duda llegaría a viejo, pero
más del 99% de las especies. Sin
difícilmente
sus
embargo existe un minúsculo grupo de
descendientes, de modo que sus genes
seres vivos (aves y mamíferos) que no
no pasarían a la siguiente generación,
sólo transmiten información genética a
cambio,
ante
el
menor
sobrevivirían
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sus hijos, sino que a veces les
transmiten
información
cultural,
directamente de cerebro a cerebro.
Puede ser la técnica de un canto
atractivo para las hembras en las aves,
la técnica de caza entre los delfines, o la
técnica de usar palos y piedras en
chimpancés
y
humanos.
Si
la
supervivencia de los individuos ha
dependido en parte de la cultura
aprendida, la selección natural ha
podido tener una restricción importante.
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Tema 10- Origen y evolución de la vida.
10.2- EL ORIGEN DE LA VIDA.
Las preguntas "quiénes somos" y "de
personas enfermas, en ningún momento se
dónde venimos" acompañan a nuestra especie
pensaba que los microbios transmitían la
desde que apareció como tal. Al margen de
enfermedad, sino que la enfermedad creaba
explicaciones míticas, la Biología ha resuelto
ésos microbios).
en parte esas cuestiones gracias a las teorías de
la evolución. La evolución explica cómo han
aparecido todas las especies actuales, por
cambios graduales a partir de un antecesor
común, pero no explica cómo apareció ese
antepasado común. El origen de la vida es pues,
uno de los principales interrogantes de la
ciencia actual.
10.2.1-ANTECEDENTES.
La generación espontánea.
Desde la antigüedad, tanto en Europa
Louis Pasteur
como en Asia, se había creído que los
organismos
simples
se
La idea de generación espontánea fue
generaban
espontáneamente, sin necesidad de descender
de otros seres vivos. Así, en China se pensaba
que los pulgones se creaban a partir del bambú
joven, en la India se pensaba que moscas,
escarabajos y otros insectos se generaban a
partir del sudor y la basura, en Egipto se
pensaba que el limo del Nilo producía sapos,
ranas, ratas y serpientes. En la Europa del siglo
XVII, se podían encontrar recetas de cómo
"crear" insectos, protozoos e incluso ratones a
partir de licores, extractos de animales, granos
de trigo, e incluso de ropa sucia. (A pesar de
conocer la existencia de microbios en muchas
adquiriendo el rango de polémica científica,
con las primeras esterilizaciones aceptables,
conseguidas por Lazzaro Spallanzani, y sobre
todo las de Louis Pasteur, con las que
demostró que cualquier fluido nutritivo,
nunca desarrollaba seres vivos si no se
permitía que llegaran a él semillas, huevos o
esporas de otros seres vivos. A partir de
mediados del siglo pasado, se abandonó la
idea de generación espontánea, y se aceptó
que
todo
organismo.
organismo
procede
de
otro
peculiaridades son insignificantes comparadas
El vitalismo.
con la existencia de una Biosfera. Es más,
algunas de ellas son consecuencias de la
Hasta el siglo XIX parecía imposible
existencia de vida.
fabricar en laboratorio, a partir de compuestos
Hoy sabemos que los actuales seres
minerales, moléculas idénticas a las presentes
en los seres vivos. Químicos, médicos y
biólogos creían firmemente que tales sustancias
vivos son el producto de una larga evolución
basada en las mutaciones y la selección natural,
sólo podían ser creadas gracias a una misteriosa
que ha durado miles de millones de años.
"fuerza vital", presente tan sólo dentro de los
Sabemos que todo ser vivo desciende de otro
organismos vivos. Química orgánica (o del
Carbono) era sinónimo de vida.
ser
vivo,
que
distintas
especies
tienen
antepasados comunes, y que en definitiva todos
los seres vivos tienen un origen común. Este
El vitalismo se fue al traste con la
primera síntesis artificial de un compuesto
orgánico: la urea, realizada en 1828 por el
hecho se manifiesta en tres propiedades
comunes a toda la materia viva, pese a su
inmensa diversidad:
químico alemán Friedrich Wöler, a la que
siguieron la de otras muchas sustancias
1-La universalidad de la composición
orgánicas. Desde entonces se sabe que
química. Todos los seres vivos están formados
innumerables sustancias orgánicas pueden
por moléculas basadas en la química del
originarse y estar presentes en lugares donde no
carbono. El carbono, gracias a sus propiedades,
haya rastro de vida. Sin embargo aún es
es fuente de una inmensa variedad de
frecuente oír "se ha descubierto la presencia de
compuestos, con una estabilidad compatible
sustancias orgánicas en Titán, por lo que los
con las condiciones de la vida.
2-La universalidad del código genético.
astrónomos albergan la esperanza de encontrar
vida en este satélite de Saturno".
10.2.2- QUÉ ES LA VIDA?
Todos
los
seres
vivos
almacenan
su
información hereditaria en el ADN. La
capacidad de almacenar información reside en
La característica más importante que
posee nuestro planeta es sin duda, la existencia
de vida. Por supuesto que existen otras
características que hacen diferente a la Tierra
de sus vecinos (Venus, Marte) como la
existencia de agua líquida, o la presencia de
oxígeno libre en la atmósfera. Pero estas
un alfabeto de 4 letras. Todos los seres vivos
traducen el lenguaje del ADN al del ARN, y el
de éste al lenguaje de las proteínas, formadas
por los mismos 20 tipos de aminoácidos, y
construidas por los ribosomas, básicamente
iguales en todo ser vivo. Todo ser vivo además,
duplica
constantemente
sus
instrucciones
cómo surgió el primer ser vivo de la Tierra.
Para ello es imprescindible definir qué es la
hereditarias.
vida, o siendo más precisos, ¿qué propiedades
debe cumplir un sistema para poder ser
3-La universalidad de la organización
celular. Todo ser vivo está constituido por una
considerado como viviente?. Las respuestas
más aceptadas a esta cuestión son:
o más células, que limitan con el exterior o
través de membranas de lípidos y proteínas, y
1-Estabilidad frente al medio: poseer
que realizan por sí mismas todas las funciones
mecanismos que independicen al organismo de
básicas de la vida.
las condiciones externas, es decir, luchar contra
el equilibrio químico, contra los cambios
bruscos de temperatura, contra la desecación,
etc.
2-Autocontrol: las partes del organismo
han de trabajar coordinadamente para el bien
común.
3-Reaccionar ante estímulos- Supone
tener la capacidad de recoger estímulos
externos, y elaborar respuestas apropiadas ante
Watson y Crick
cada uno de ellos.
El "árbol de la vida" en resumen, es
grande,
variado
y
frondoso.
4-Almacenamiento
de
información
Presenta
hereditaria- Poseer la capacidad de codificar
innumerables ramas con diferencias notables
instrucciones, con las que construir un ser vivo
entre sí, pero posee un único tronco: un único
idéntico.
origen. Y lo más importante; hay un único
árbol de la vida. La vida apareció una vez en la
Tierra, y ha originado a todos los organismos
5-Reproducción- Capacidad de crear
copias, de acuerdo con la información
hereditaria que se posea.
que podemos contemplar, pero no han
aparecido desde entonces "nuevas vidas": no
6-Evolución- Las copias creadas no
hay varios "árboles de la vida", al menos en
deben ser fieles al 100%. Deben suceder
nuestro planeta.
pequeños errores, de manera que aparezcan
continuamente
Descifrar el misterio del origen de la
vida, consiste en explicar cuándo, dónde y
posibilitando
la
nuevas
variaciones,
adaptación
a
distintas
condiciones, y a largo plazo, la evolución
Vamos a realizar una cronología de la
biológica.
aparición de las primeras formas de vida,
7-Obtención de energía del exterior-
independientemente de cómo surgió la primera.
Todos las propiedades antes citadas, requieren
Debemos tener en cuenta que las primeras
aportes de energía. Los seres vivos poseen un
oleadas de vida, supusieron un fuerte impacto
orden elevado, pero no violan el segundo
para el medio, de manera que no sólo
principio de la Termodinámica, ya que no son
evolucionaron los seres vivos, sino también la
sistemas aislados: reciben energía del exterior
atmósfera, la hidrosfera e incluso la litosfera.
respirando, fermentando, etc.
Los seres vivos y el medio se influyeron
mutuamente.
Así pues, cualquier sistema que cumpla
la totalidad de las características anteriores,
debe
ser
considerado
como
vivo,
independientemente (y esto es importante) de
su composición química o de su aspecto.
Durante mucho tiempo, el problema parecía
centrado en explicar el origen de los
compuestos de Carbono, pero como hemos
Partimos de una Tierra joven, recién
consolidada, sometida aún frecuentes impactos
meteoríticos, vulcanismo mucho más activo
que el actual, océanos más delgados y
atmósfera más tenue. Pero la principal
característica es que no había oxígeno libre ni
en la atmósfera ni disuelto en las aguas, es
decir, partimos de condiciones reductoras.
visto, ni la vida es imprescindible para la
química orgánica, ni probablemente, la química
orgánica lo sea para la vida.
En una atmósfera sin oxígeno (O2),
tampoco hay ozono (O3), por lo que penetran
hasta la superficie de la Tierra todas las
10.2.3- ¿CUÁNDO APARECIÓ LA
VIDA? (Primeras etapas de la evolución de
los seres vivos)
radiaciones solares. Las descargas ultravioletas
inciden sobre los gases atmosféricos (que
también están disueltos en los océanos), y los
combinan formando sustancias orgánicas, que
al no haber oxígeno libre, nada las destruye y
Hace 3400 millones de años aparecen
pueden acumularse en los mares.
los primeros organismos fotosintéticos. No sólo
pueden fabricarse su propio alimento, sino que
en los océanos las primeras formas de vida. Se
su fuente de energía es la abundante e
trata de seres unicelulares, procariontes (de
inagotable luz solar. Al principio se trata de una
organización celular sencilla), anaerobios (no
fotosíntesis en la que no se libera O2 sino S, ya
toleran el O2), y heterótrofos (no son capaces
que la fuente de H+ y de e- no es el H2O, sino
de fabricarse su propia materia orgánica).
el H2S (como sucede con las actuales
Sobreviven fermentando sustancias orgánicas
sulfobacterias púrpuras). El ambiente general
formadas
por
las
descargas
ultravioletas
sigue siendo reductor, y ningún ser vivo
necesita el oxígeno.
(similares a las actuales arqueobacterias)
Poco después, aparece una nueva forma
de fotosíntesis. Es en todo igual a la anterior,
excepto en la fuente de H+ y e- . Comienza a
utilizarse la abundantísima H2O, con lo que se
inicia una masiva liberación de O2 en las capas
superficiales de los océanos. Sin embargo,
durante al menos 100 millones de años no se
acumula oxígeno libre en la atmósfera, ya que
el que se va produciendo es empleado en oxidar
las rocas de la superficie, los abundantes gases
reductores (metano, amoniaco, etc) y sobre
los primeros organismos autótrofos. Son
todo, los cationes metálicos en disolución. El
similares en todo a los anteriores, pero añaden
hierro, hasta entonces disuelto como Fe2+,
la capacidad de formarse su propia materia
comienza a precipitar masivamente en forma de
orgánica, aprovechando la energía que se libera
Fe2O3
en reacciones exotérmicas que suceden en el
conocidas
medio (similares a las actuales bacterias
Bandeadas", que constituyen la primera prueba
quimiosintéticas)
siendo
indirecta de la existencia de vida, o al menos,
procariontes y anaerobios, pero constituyen los
de un cambio a una atmósfera e hidrosfera
primeros productores. La vida se independiza y
oxidantes.
Continúan
se expande rápidamente por los océanos.
(hematites), originando las rocas
como
"Formaciones
Ferríferas
La acumulación de oxígeno, provoca
cambios dramáticos en la joven biosfera.
Todas las formas de vida anteriores quedan
Las bacterias responsables de el último
relegadas a ambientes locales anóxicos, y son
cambio, serían similares a las actuales
sustituidas por la nueva estirpe de bacterias
cianobacterias, y también nos dejaron los
aerobias, que no sólo toleran el oxígeno, sino
primeros fósiles : los estromatolitos, o láminas
que comienzan a utilizarlo victoriosamente
de colonias de bacterias fotosintéticas, que se
para obtener energía de una forma mucho más
forman en medios intermareales.
eficiente (respiraciones)
La acumulación de oxígeno además,
supone la formación de una incipiente capa de
ozono en la atmósfera, con lo que la radiación
ultravioleta deja de bombardear la superficie, y
la
síntesis
fotoquímica
de
compuestos
orgánicos, desaparece definitivamente.
Hace 1500 millones de años, aparecen
los primeros organismos de organización
eucariota, posiblemente a partir de colonias de
procariotas. Con los organismos eucariotas, se
inventa la reproducción sexual, lo que permite
la mezcla continua de caracteres, y una
variabilidad mucho mayor. La evolución se
acelera considerablemente.
oxígeno
libre,
y
estaba
constituida
los primeros seres pluricelulares, tras un primer
mayoritariamente por N2, CO2, y cantidades
estadio de colonias similares a las actuales
apreciables de amoniaco, metano e hidrógeno.
volvox.
Esta hipótesis se ve confirmada por varios
hechos independientes:
10.2.4- ¿CÓMO APARECIÓ LA VIDA?
-Ésa es la composición de los planetas
vecinos al nuestro.
-Ésos son los gases que se desprenden
mayoritariamente en las erupciones volcánicas.
-Ésa sería la composición de la
atmósfera si desapareciese la fotosíntesis.
-Las
rocas
más
antiguas
del
Precámbrico demuestran siempre que se
sedimentaron en ambientes reductores.
En
una
atmósfera
reductora
los
compuestos orgánicos son estables, pero
¿cómo pudieron formarse sin seres vivos?.
4.1-La atmósfera primitiva
Como ya se ha dicho, en una atmósfera
como la actual, no es posible la síntesis de
compuestos orgánicos fuera de los seres vivos,
y de formarse, se destruirían rápidamente por
oxidación. Los compuestos orgánicos están
limitados en la actualidad al interior de los
seres vivos, o a los ambientes anóxicos. Sin
embargo la atmósfera primigenia no contenía
4.2-La "Química prebiótica".
En la década de los años 30, el
bioquímico soviético Alexei Oparin, publicó el
primer intento serio y plausible de explicar el
origen de la vida, partiendo de una Tierra
primitiva. En esencia su teoría proponía que las
urea,
el
ácido
descargas ultravioletas, habrían servido de
aminoácidos.
fuente de energía para unir constituyentes
compuestos se obtenían ya de forma rutinaria
atmosféricos simples, formándose sustancias
en laboratorios de todo el mundo, pero Miller
orgánicas sencillas. Éstas, se habrían ido
demostró que se formaban espontáneamente,
disolviendo y acumulando en los mares,
sin catalizadores y sin sucesión precisa de
formando una "sopa o caldo primitivo". En
pasos intermedios. Bastaba un ambiente
dicha "sopa", las moléculas orgánicas sencillas
reductor y un aporte energético.
Por
acético
supuesto,
y
numerosos
todos
ésos
se habrían unido por azar, formando los
primeros polímeros o macromoléculas de
interés biológico, las cuales, al cabo de
millones de años habrían formado sistemas
autorreproductores, iniciándose la vida. Los
experimentos que se fueron realizando en los
siguientes 40 años intentaron seguir la senda
trazada
por
Oparin,
consiguiéndose
sorprendentes éxitos, y también callejones sin
Coacervados
salida.
En los años que siguieron a los
resultados de Miller, se desató una carrera por
simular la formación de biomoléculas en
condiciones similares a las de la Tierra
primitiva. Se probaron con distintas mezclas y
distintas fuentes de energía, y el fruto fueron
nuevas biomoléculas, como bases nitrogenadas,
En 1953, el bioquímico estadounidense
azúcares y grasas (aunque estos dos últimos en
éxito
mucha menor cantidad). Los monómeros
experimental importante. Preparó una mezcla
orgánicos obtenidos reaccionaban fácilmente
gaseosa que simulaba la composición original
entre sí para dar polímeros (como los llamados
de la atmósfera, y la sometió a descargas
proteinoides).
Stanley
Miller,
obtuvo
el
primer
eléctricas. Al cabo de varios días fueron
apareciendo sustancias como el cianuro de
hidrógeno (HCN), el formaldehído (CH2O), la
4.3-De las macromoléculas a la
organización celular.
4.4- La Panspermia.
En la década de los cincuenta del siglo
XX, el británico Fred Hoyle planteó la
hipótesis de que la vida unicelular pudo haber
llegado desde el espacio. Su teoría no tuvo
ningún respaldo, pero años después comenzó
la búsqueda de compuestos orgánicos en
meteoritos y cometas y los resultados fueron
sorprendentes.
Microsferas de Fox
La resolución del misterio del origen
de la vida, requería obtener auténticas
estructuras celulares, a partir de grandes
biomoléculas. En 1971, el británico Sidney
Fox obtuvo en laboratorio unas estructuras a
las que llamó microsferas, de un tamaño entre
1 y 80 micras. Cada microsfera estaba aislada
En 1986, la sonda Giotto descubrió en la
del exterior por una doble capa de lípidos y
estela del cometa Halley sustancias como el
proteínas (similar a cualquier membrana
cianuro de hidrógeno, formol y 14 glúcidos.
celular). Las microsferas, son capaces de
En el meteorito de Murchisson se hallaron 14
colocar nuevos lípidos y proteínas en su
aminoácidos, 250 hidrocarburos distintos y
superficie, constituyendo una forma simple de
las cinco bases nitrogenadas propias de la
crecimiento.
absorber
vida (adenina, guanina, citosina, timina y
glúcidos, aminoácidos y enzimas, haciéndolos
uracilo) Más tarde se ha demostrado que
fermentar en su interior y extrayendo así
incluso el polvo cósmico contiene compuestos
energía del medio circundante. Son también
que se creían exclusivos de la vida.
Son
capaces
de
capaces de enquistarse cuando las condiciones
externas son adversas. El camino trazado por
Oparin parecía estar casi concluido. A finales
de los años 70, parecía que sólo restaba por
crear en laboratorio estructuras capaces de
reproducirse, pero nunca se consiguió.
4.5-Los primeros replicadores. El
papel de las arcillas.
Todos los intentos de producir en
laboratorio una vida basada en el C han
fracasado en el mismo punto: La reproducción.
Hoy por hoy no hay reproducción sin ácidos
nucleicos,
y
éstos
no
pueden
aparecer
espontáneamente. Los bioquímicos necesitan
14 pasos muy precisos para fabricar un solo
nucleótido
(dos
o
tres
casualidades
encadenadas, son posibles, 14 casualidades
seguidas son absolutamente improbables). Para
Así pues, la química orgánica es un
cada paso, precisan de una enzima u otro tipo
suceso más abundante en el universo de lo
de catalizadores. El ser vivo más simple que
que se creía. La teoría de la Panspermia
podamos imaginar, necesitaría al un mínimo de
plantea que los cometas (millones en el
50 genes activos, lo que supondría decenas de
sistema solar) habrían ido sembrando de
miles de nucleótidos colocados en orden
macromoléculas los planetas y satélites, y la
correcto. Ciertamente, la Tierra dispuso de
vida habría florecido sólo en los sitios
varios cientos de millones de años para "jugar a
“fértiles”.
los dados" con las biomoléculas, pero ni con
el
todo ese tiempo se puede esperar que se forme
problema del origen de la vida, sino que lo
un gen "por azar". Se ha sugerido que las
traslada a otro lugar del sistema solar.
primeras moléculas autorreplicadoras, pudieron
La
Panspermia
no
resuelve
ser de ARN o algo aún más simple, pero el
problema de la improbabilidad de su síntesis
espontánea sigue siendo insalvable.
Dado que la vida que conocemos es de
alta tecnología. Dado que la actual maquinaria
biológica es en definitiva, demasiado compleja
para
Composición del polvo cósmico.
aparecer
espontáneamente.
(Las
microsferas de Fox y sus colaboradores,
indican simplemente que las membranas
aparecen
fácilmente,
necesariamente
pero
nada
más),
precisamos
algún
paso
intermedio. Unos pasos de los que pueden no
quedar rastros, como un andamiaje que ayuda a
construir un edificio, pero que es retirado tras
su conclusión. Faltan los catalizadores no
biológicos, que condujeron a la síntesis de
ADN y ARN.
Las arcillas, como todos los demás
La idea de que algunos minerales hayan
podido desempeñar un papel importante en la
aparición de la vida, no es algo nuevo.
Numerosos autores han utilizado (con éxito)
minerales para la síntesis de macromoléculas
orgánicas. La idea más aceptada es que
diversos silicatos, especialmente las arcillas
pudieron haber actuado como catalizadores,
minerales, se forman a partir de disoluciones
saturadas. Crecen colocando ordenadamente
nuevas capas de átomos, según patrones
geométricos característicos. No obstante, para
que crezca un mineral, es precisa la existencia
de una "semilla". Basta con que aparezca un
trocito diminuto de cristal en la disolución, para
que el crecimiento sea posible.
consiguiendo en algún momento la síntesis de
Por otra parte, los cristales del mundo
un ácido nucleico.
real, poseen "imperfecciones" producidas por
azar (las más frecuentes son la sustitución de
unos átomos por otros, aparición de huecos en
la red por ausencia átomos, dislocaciones de la
“Ciclo vital” de los silicatos.
red que generan mosaicos piezas con distintas
Pero científicos como Graham Cairns-
orientaciones, maclas, etc). Algunas de estas
Smith van mucho más allá. Para ellos, no sólo
imperfecciones alteran las propiedades físico
los minerales sirvieron de punto de partida para
químicas del cristal, alterando la velocidad de
la
arcillas
crecimiento, causan cambios en la forma o
constituyeron la primera clase de vida que
hábito cristalino del mineral, cambian su
habitó nuestro mundo.
solubilidad, proporcionan mayor o menor
vida
actual,
sino
que
las
dureza, causan su rotura al alcanzar cierto
tamaño, etc.
Cuando un mineral de arcilla está
creciendo a partir del "alimento" disuelto en el
agua, las nuevas capas cristalinas crecen de
acuerdo con el patrón que existe en la
"semilla", de modo que los "errores" originales
son repetidos indefinidamente mientras dure la
cristalización. Los nuevos minerales pueden
pasar a formar parte de rocas sedimentarias, o
pueden ser erosionados. Cada mineral
se
rompe entonces en fragmentos diminutos, que
se
dispersan
portando
los
errores
(la
información del cristal "padre"). Algunos
fragmentos, tendrán la posibilidad de caer en
mares o lagos, donde volverá a repetirse el
proceso; pero también se encontrarán con
"semillas" rivales capaces de realizar su propio
ciclo de crecimiento-rotura-dispersión. Quien
de ellas realice su "ciclo vital" con más éxito
depende en buena medida del tipo particular de
imperfecciones cristalográficas que posea. Por
puro azar, además, irán apareciendo nuevos
errores (mutaciones).
De sobra es conocido el "gusto" que
muestran las arcillas por formar complejos de
adsorción, es decir, capas ordenadas de iones,
ajenos al cristal pero pegados a él con enlaces
débiles, originando capas concéntricas. A
menudo este proceso sirve de mecanismo de
unión de unas sustancias con otras. Es decir, las
arcillas no sólo se copian, sino que son
catalizadores activos. Cuando en el agua
abundan las sustancias orgánicas, las arcillas
las atrapan, y se rodean de ellas formando los
lodos bituminosos. Hasta aquí es donde puede
(Las arcillas poseen pues, las bases para
progresar hoy día esta particular evolución,
protagonizar una evolución Darwiniana basada
porque donde hay arcillas con biomoléculas,
en la variación y la selección natural. Para
existen bacterias, hongos y animales comedores
llegar hasta este escenario no ha sido necesario
de limo que abortan cualquier "intento
plantear
ni
evolutivo". A comienzos del Precámbrico sin
atmósferas de condiciones improbables, ni
embargo, no existían las bacterias ni por
casualidades
vulgares
supuesto los animales. Además, como hemos
procesos geológicos como erosión, viento,
visto, las aguas almacenaban gran cantidad de
disolución,
materia orgánica. El relato de la primera vida,
ningún
ambiente
encadenadas,
cristalización,
extraño,
sino
etc,
fácilmente
reproducibles en laboratorio.)
la "vida de baja tecnología", puede comenzar.
En un primer estadio, los replicadores
cristalinos, carentes de cualquier competencia,
se extienden por las aguas. Según Cairns-
ayudasen en sus procesos de replicación-
Smith, al principio vivirían en ambientes
dispersión. Estas sustancias secundarias serían
protegidos, en rocas porosas o fondos marinos,
en un principio meras herramientas de los
y más adelante se extendieron a lugares más
genes de arcilla (¿su fenotipo?) (Las moléculas
expuestos, más cambiantes, mas próximos a la
orgánicas son usadas con frecuencia en la
superficie.
portarían
industria petrolera para alterar las propiedades
mejoras, haciendo que las condiciones fuesen
de lodos bajo presión de fluidos. Ej: los
más duras para sus rivales. Podrían haber
cristales
aparecido "depredadoras" capaces de destruir a
fragmentarse en presencia de determinados
otros replicadores, e incorporar los fragmentos
compuestos orgánicos, los taninos alteran la
de sus víctimas como materia prima. (Es
dureza de illitas y caolinitas, otras, disminuyen
importante recordar que no se sugiere ningún
la solubilidad de los minerales, etc) La "edad de
proyecto deliberado, sencillamente el mundo
oro" de la vida de baja tecnología, sería un
tiende a llenarse de aquellas variedades de
mundo
arcilla que poseen propiedades que las hacen
controlados por genes de cristal, que continúan
crecer y diseminarse con más éxito). Los genes
poseyendo la información hereditaria, y aún
minerales
control
son los únicos replicadores. (En laboratorio se
molecular que poseen nuestros enzimas, pero
han obtenido variedades de arcillas que se
con su información, podrían haberse construido
rodean de membranas lipídicas cuando han
poros, membranas, conductos y otros trucos
agotado sus posibilidades de crecimiento, y que
destinados a un crecimiento y un uso del agua
incluso
saturada, verdaderamente eficaces.
fotosíntesis)
Algunas
no
poseen
variedades,
el
exacto
de
montmorillonita,
poblado
pueden
por
realizar
seres
una
tienden
a
orgánicos,
auténtica
Silicatos.
Con el tiempo, se inventarían las
Algunas familias de cristales, pudieron
catalizar la síntesis de nuevas sustancias que les
proteínas. No sólo como soportes estructurales,
sino con funciones catalizadoras. Su función de
control químico, resultaría mucho mejor que
algunos cuerpos con computadoras de abordo
las rudimentarias superficies de la arcilla. Un
que llamamos cerebros. Recientemente, los
gen cristalino, trabajando con enzimas, sería
cerebros han comenzado a construir estructuras
capaz de llevar a cabo su ciclo vital de un modo
replicadoras, completamente ajenas a los genes
mucho más rápido y preciso. La selección
orgánicos.
natural trabajaría a su favor. Poco después, se
inventaría el ARN como elemento estructural.
Durante bastante tiempo, sin embargo, ninguno
de los cada vez más complejos "cuerpos"
orgánicos tenía la capacidad de replicarse.
En un momento dado, el ARN, o algo
similar, comenzó a duplicarse por sí mismo.
Proteínas y ARN tomaron las riendas, y se
mostraron no sólo como mejores catalizadores,
sino como ejemplares y rápidos replicadores.
En éste momento, el primer ser vivo,
enteramente orgánico vio la luz. Se produjo el
Cairns-Smith,
Dawkins
y
otros,
primer relevo genético. Las nuevas formas de
proponen que en la actualidad se está
vida (¿bacterias?), demostraron realizar todas y
produciendo un nuevo relevo genético. La
cada una de sus funciones de autocopiado de un
nueva oleada de vida no está basada en el
modo infinitamente más efectivo que las viejos
carbono. Su información son bits, y sus cuerpos
replicadores minerales, que pronto pasarían a la
están hechos de circuitos semiconductores de
historia. Había comenzado la vida de alta
silicio. Aunque todavía está en su niñez y aún
tecnología: nuestra vida.
depende por entero de nosotros, su velocidad
replicadora es superior a la nuestra en varios
Epílogo.
órdenes de magnitud. El día que existan
La selección natural creó los genes
máquinas u ordenadores capaces de crear
replicadores (con las arcillas, o por cualquier
copias de si mismos, el segundo relevo
otro camino) Los genes se agruparon y se
genético se habrá consumado. ¿Habrá en un
rodearon de estructuras que llamamos células y
futuro remoto organismos electrónicos dotados
cuerpos, auténticas máquinas de supervivencia
de consciencia e inteligencia que se pregunten
destinadas a su mejor y más rápida transmisión.
"quiénes son y de dónde vienen"? ¿Existirán
La evolución también consiguió equipar a
biólogos de metal y silicona que consideren
imposible la aparición por azar de sus primeros
que ciencia ficción, pero sería irónico que la
antepasados,
¿Podrá
vida basada en el silicio, recuperara el control
imaginarse uno de estos seres, que fueron
de la evolución, después de un interludio (que
creados por una vida anterior, basada en el
duró tres eones) de vida de Carbono.
los
ordenadores?
carbono? Evidentemente, todo esto no es más
10.3-
PALEONTOLOGÍA. HISTORIA DE LA VIDA EN LA
TIERRA.
múltiple:
10.3.1- Fósil y fosilización.
Se define fósil, como "un resto de
-interés paleobiológico (prueba
la vida del pasado", y bajo ese nombre,
fundamental de la evolución de los seres
podemos encontrar:
vivos)
-partes orgánicas preservadas.
-esqueletos
intactos
-interés estratigráfico (para datar
o
rocas u otros fenómenos, con fósiles
guía)
recristalizados.
-interés
-moldes externos o internos del
poder
-huellas de la actividad vital del
(de
desplazamiento,
(para
determinar ambientes sedimentarios, y
esqueleto, impresos en el sedimento.
organismo
sedimentológico
realizar
reconstrucciones
paleogeográficas y paleoclimáticas)
de
-interés económico.
alimentación, fecales, etc)
-El proceso de fosilización.
Cuando un organismo muere,
constituye un objeto sedimentario más,
y sufrirá una evolución paralela a la
diagénesis de los sedimentos que lo
envuelven, pudiendo dar lugar a las
distintas categorías de fósiles:
-preservación
También se usa el término
"fósil", para referirse a especies que son
las
últimas
representantes
de
una
familia o clase ("fósil viviente"), o a
hidrocarburos
procedentes
fermentación
de
seres
de
la
vivos
("combustibles fósiles")
El interés de los fósiles es
total:
por
estar
encerrados en ambientes sin oxígeno
(insectos en ambar), o por conservarse
congelados
(vertebrados
en
hielos
glaciares)
-conservación
del
esqueleto:
descomposición de las partes orgánicas.
-enterramiento y relleno.
-diagénesis
y
litificación
del
A pesar de ello, se puede afirmar
esqueleto, pudiendo conservarse
que a finales del Proterozoico, ya
intacto, recristalizar o disolverse, dando
existían todos los grupos actuales, si
lugar a moldes internos o externos.
exceptuamos a los vertebrados y a las
10.3.2-Historia de la vida en la
plantas terrestres.
Son
Tierra.
bacterias
Si se estudia la paleoecología de
organismos
más
antiguos,
los
estromatolitos, colonias laminares de
. La vida en el Precámbrico.
los
característicos
fotosintéticas
propias
de
ambientes mareales.
se
observa, atendiendo a los sedimentos
. La vida en el Paleozoico.
asociados, que todas las formas de vida
A comienzos de la era paleozoica,
más antiguas habitaron sin excepción en
se produce una gran expansión de la
el
principalmente
vida, con la aparición y desarrollo de la
marino. Existen pocos fósiles del
mayoría de los grupos actuales. En el
Precámbrico por varias razones:
Paleozoico, se producirá también la
medio
acuático,
-la vida surge en el Precámbrico, y
conquista de los continentes.
al principio alcanza poca distribución.
-los primeros seres vivos carecían
de esqueleto.
-las rocas del precámbrico, han
sufrido varias etapas metamórficas y
tectónicas, que han ido cambiando las
texturas originales, y por consiguiente,
han ido desapareciendo los fósiles que
contuvieran.
En el Cámbrico los organismos
más importantes por su abundancia son
los artrópodos, sobre todo trilobites y
braquiópodos. Aparecen también los
moluscos, los equinodermos y los
poríferos, siendo la flora acuática de
tipo algal.
Durante el ordovícico y silúrico,
perduran los trilobites, y alcanzan su
apogeo los braquiópodos, abundando
también los moluscos cefalópodos y los
corales.
El
caracteriza
periodo
por
la
silúrico
se
abundancia
de
graptolitos. En este periodo, aparecen
Durante
también los primeros vertebrados, los
el
Carbonífero,
se
peces agnatos, que casi desaparecen en
completa la colonización continental,
el Devónico, siendo sustituidos por los
con
peces
pteridofitas (licopodiales, equisetales y
placodermos.
la
aparición
de
bosques
de
helechos), apareciendo al final del
periodo,
las
primeras
plantas
con
semillas y flores: las gimnospermas.
Aparecen también los primeros reptiles.
En el medio marino, predominan los
cefalópodos
(goniatites),
los
braquiópodos, los corales y los peces
cartilaginosos.
El Devónico está marcado por
la conquista de los continentes por parte
de los insectos, briofitas, y más tarde
por los primeros anfibios, descendientes
de los peces crosopterigios. En el mar,
destacan
las
colonias
de
A
corales
finales
del
Pérmico,
recifales, los braquiópodos (Spírifer), y
desaparecen los trilobites, la mayor
los equinodermos (crinoideos), mientras
parte de los corales y braquiópodos, y
que desaparecen casi por completo los
tambien
trilobites.
continental.
la
mayoría
Esta
de
crisis
la
flora
biológica,
coincide con la orogenia hercínica, y
marca el final de la era paleozoica.
La vida en el Mesozoico.
La era anterior, había concluido
con la desaparición de gran parte de los
invertebrados, vertebrados y plantas en
océanos y continentes. A comienzos del
triásico,
tendrá
lugar
una
nueva
explosión de vida, con la diversificación
de los escasos grupos supervivientes.
En el reino vegetal, se desarrollan
también durante el Mesozoico, las
gimnospermas (gymcoales, cicadales y
coníferas), y dan lugar en el Cretácico a
las primeras plantas con flores y frutos:
las angiospermas, que evolucionarán y
se extenderán con gran rapidez, gracias
a sus ventajas reproductivas.
Se desarrollan los reptiles, hasta
convertirse en el grupo dominante
durante el Jurásico y el Cretácico. Este
hecho es importante porque son los
antecesores de los mamíferos (que
aparecen en el Triásico medio), y de las
aves (que aparecen en el Jurásico)
A pesar de ello, los fósiles más
abundantes
son
(ammonites
los
y
braquiópodos
etc, se desarrollan los foraminíferos, los
cefalópodos
bivalvos y los equinodermos. En cuanto
belemnites),
a
(terebrátulas
y
rhynconellas), corales, y foraminíferos.
la
vegetación,
angiospermas,
las
expandiéndose
paralelamente
constituirán
La vida en el Cenozoico.
dominarán
a
el
los
insectos,
que
grupo
animal
más
exitoso de la historia de la vida en la
Al igual que ocurrió con el
Paleozoico, el final de la era mesozoica
viene marcado por una gran crisis
biológica, en la que se extingue el 80%
de las especies, probablemente debido
al impacto de un cometa y los
consiguientes
y
bruscos
cambios
climáticos y químicos. Desaparecen la
mayoría de los reptiles, y su hueco, será
ocupado por los mamíferos placentados,
que se diversifican rápidamente, hasta
dar lugar en el Eoceno a casi todos los
órdenes actuales. Por su abundancia, los
fósiles
más
importantes
ungulados,
los
carnívoros,
los
son
los
proboscideos,
los
insectívoros
y
los
roedores.
En el mar se expanden los peces
óseos.
Entre los invertebrados, tras
desaparecer los ammonites, belemnites,
Tierra.

tema 10- origen y evolución de la vida.

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tema 3. la materia mineral. - IES Sierra de San Quílez

tema 7: movimientos y deformaciones corticales

Paisaje y biodiversidad

Jordi Sierra i Fabra - Fundación Alonso Quijano

Marzo de 2007

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