Tema 2. Origen y evolución de la vida

TEMA 2: ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA

1. LA RECETA DE LA VIDA Los seres vivos que habitan el planeta son muy distintos entre sí, pero todos tienen en común unha organización interna. Son capaces de reproducirse y necesitan energía para realizar sus funciones vitales. 1.1 DE QUE ESTÁ HECHA LA MATERIA VIVA? De los 90 elementos químicos que se encuentran en la naturaleza, solo unos 20 forman parte de los seres vivos.

1. LA RECETA DE LA VIDA ,[object Object]

que tengan lugar la mayoría de las reacciones químicas

necesarias para los seres vivos.

CARBONO: este elemento puede formar cuatro enlaces

y dar lugar a muchas y muy distintas moléculas diferentes

de cadena muy larga que formarán millones de compuestos

con interesantes propiedades químicas: glúcidos, lípidos,

proteínas y ácidos nucleicos.

Calcio : forma los huesos y le da su dureza ,[object Object]

Azufre: forma el pelo y las uñas

1. LA RECETA DE LA VIDA 1.2 ENERGÍA PARA LA VIDA La vida necesita energía y la obtiene a partir de reacciones químicas en que intervienen materia orgánica, la cual se fabricó a partir de un proceso llamado FOTOSÍNTESIS que realizan los vegetales, las algas y algunas bacterias. Para que la materia orgánica sintetizada en la fotosíntesis produzca la energía necesaria para la vida se realiza un proceso llamado respiración celular . Dependiendo de donde se obtienen la materia orgánica, los organismos pueden clasificarse en: autótrofos y heterótrofos . ,[object Object]

CO 2 + 6 H 2 0 + energía solar C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Materia inorgánica Materia orgánica

1. LA RECETA DE LA VIDA ,[object Object],C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 0 + energía Materia orgánica ,[object Object],C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 0 + energía M. Orgánica CO 2 H 2 O

1. LA RECETA DE LA VIDA ,[object Object],Estas bacterias pueden encontrarse en el interior de mejillones y gusanos tubículas a cientos de metros de profundidades marinas (donde existen emisones de metano y otros componentes químicos), que a su vez sirven de alimento a cangrejos, estrellas de mar...

2. EL ORIGEN DE LA VIDA Si el carbono, el hidrógeno y el agua son los tres elementos más abundantes en los seres vivos a partir de ellos, de donde proceden, podremos acercarnos a cómo se originó la vida. ,[object Object],La nebulosa a partir de la cual se formaron la Tierra y los demás cuerpos del Sistema Solar no era especialmente rica en carbono. De hecho, el Sol contiene, treinta veces menos de carbono que la bioesfera. Ese carbono procede realmente del interior de la Tierra, donde se acumuló al formarse el planeta. CO 2

2. EL ORIGEN DE LA VIDA ,[object Object],Durante el origen sel Sistema Solar, el agua no pudo condensarse cerca del Sol ya que las temperaturas eran muy elevadas. Se cree que fue traída por los asteroides con órbitas que se encontraban más alejadas de la Marte. ,[object Object],Conocido el origen de los constituyentes más abundantes de la Tierra, el escenerio para que se originase la vida quedaba bien definido: ,[object Object]

2. EL ORIGEN DE LA VIDA ,[object Object],[object Object]

CONCLUSIÓN: Se trataba de un planeta oceánico con volcanes submarinos En 1953 el estudiante de bioquímica Stanley Milller sintetizó aminoácidos (lo que forman las proteínas) a partir de amoníaco, vapor de agua y metano, que se suponía en aquel entonces, eran los gases de la atmósfera primitiva. Miller propuso que esa síntesis se produjo en la Tierra primitiva y que había sido el primer paso para la aparición de vida.

2. EL ORIGEN DE LA VIDA A B C En A se introduce una mezcla de amoníaco y metano, sometida a descargas eléctricas producidas en B ; en C se recogían las moléculas sintetizadas, aminoácidos entre otras . Hoy sabemos que probablemente nunca hubo mucho metano en la atmósfera primitiva por lo que el experimento de Miller tiene valor histórico pero no explica el origen de la vida.

2. EL ORIGEN DE LA VIDA ,[object Object],Existen diversas teorías sobre el origen de la vida: 1. HIPÓTESIS METABÓLICA: pequeñas moléculas simples se aislaron del medio con una membrana, iniciando una serie de procesos químicos de complejidad creciente, hasta que la unidad se reprodujo. 2. HIPÓTESIS DEL MUNDO ARN: actualmente algunos bioquímicos proponen que las moléculas de ARN surgidas al azar, capaces de replicarse mediante mutaciones, comenzaron la cadena de la evolución. 3. TEORÍA DE LA PANSPERMIA: afirma que la vida no surgió en la Tierra sino en otro lugares del universo, y que llegó a nuestro planeta utilizando los meteoritos y los asteroides como forma de desplazarse de un planeta a otro. Esta teoría se apoya en que muchas moléculas del carbono se pueden encontrar en muchos lugares del universo.

3. LA EVOLUCIÓN Y SUS PRUEBAS ,[object Object]

Todas estas especies que pueblan el planeta proceden de antepasados comunes con restos, fósiles , que quedaron encerrados en rocas. ¿Como fue posible pasar de la tímida forma de vida que surgió hace 4000 millones de años a la increíble variedad actual? El concepto clave se conoce como EVOLUCIÓN. Pruebas que apoyan la evolución 1. Biológicas 2. Paleontológicas 3. Moleculares

3. LA EVOLUCIÓN Y SUS PRUEBAS ,[object Object],[object Object]

ÓRGANOS VESTIGIALES La estructura y disposición de los huesos del ser humano, de un gato, de una ballena y un murciélago son tan parecidos que es inevitable pensar que se trata de adaptaciones de una única anatomía , la del antepasado común, a usos distintos. Partes del cuerpo sin ninguna utilidad en la especie actual. El ser humano tiene más de 100 estructuras vestigiales (apéndice, vértebras del cóccix...). Esto indica antepasados de formas de vida muy diferentes.

Es decir todos poseen el mismo sistema de transmisión de la información y comparten las mismas proteínas y reacciones químicas. Esto sería una casualidad inaceptable si toda la vida no estuviera emparentada. Analicemos un caso de analogía: los tiburones, el pez espada, el ictiosaurio (reptil fósil) y el delfín tienen una forma similar. Este hecho no es el resultado de un origen común ni de una relación de parentesco evolutivo, sino que es debida a un proceso de adaptación al medio acuático, por parte de seres vivos muy diferentes: pez cartilaginoso, pez óseo, rèptil y mamífero.

3. LA EVOLUCIÓN Y SUS PRUEBAS ,[object Object],Los fósiles constituyen estas pruebas, hasta el momento se han clasificado unos 300000 fósiles diferentes. A la pregunta de cuantas especies ha pisado la Tierra, algunos paleontólogos dicen que 2000 millones, por lo que llegaríamos a la conclusión de que solo hemos encontrado fósiles de una de cada 7000 especies. Con todo, esta pequeña muestra es suficiente para dibujar un gran árbol de como evolucionó la biosfera. En el toda la vida queda interrelacionada y se remonta hasta el origen común para todos. El fósil Archaeopterix , antecesor de las aves, presenta características intermedias entre las aves y los reptiles (garras en las alas, dientes de reptil, plumas, etc)

3. LA EVOLUCIÓN Y SUS PRUEBAS ,[object Object],Se basan en la suposición de que las mutaciones (cambios en los genes) suceden a un ritmo constante. Contando las diferencias en los genes entre dos especies o grupos podemos determinar su parentesco, y el momento de separación.

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN ¿Como puede una especie evolucionar? Existieron diversas teorías a lo largo de la historia: HIPÓTESIS SOBRE LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS ANTIGUAS TEORÍAS DEL FIXISMO AL EVOLUCIONISMO - FIXISMO O CREACIONISMO - CATASTROFISMO - TEORÍA DE LAMARCK (LAMARCKISMO) - TEORÍA DE DARWIN (DARWINISMO) - TEORÍA SINTÉTICA (NEODARWINISMO) NUEVAS TEORÍAS - SALTACIONISTA - NEUTRALISTA - EVO-DEVO

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN 1. ANTIGUAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LAS ESPECIES 1.1 FIXISMO O CREACIONISMO Sostiene que las especies actualmente existentes permanecieron básicamente invariables desde la Creación. Esta idea que predominó durante siglos apoyada en la interpretación literal de libros sagrados como el Génesis, no se concretó como teoría hasta mediados del siglo XVIII con la obra de CARLOS LINNEO . El botánico sueco consideraba que las especies habían sido creadas de manera independiente y negó la posibilidad del origen común de los seres vivos. La creación de Adán de Miguel Ángel Carlos Linneo (1707-1778)

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN 1.2 CATASTROFISMO El zoólogo y naturalista Georges Cuvier (1769-1832), impulsor de la anatomía comparada y de la paleontología, fue otro de los científicos ilustres que se situaron a favor del fixismo. Fue el padre de la teoría fixista conocida como catastrofismo. Según esta hipótesis cada cataclismo geológico destruye las especies existentes, de manera que luego se produce posteriormente una creación de nuevas especies. Georges Cuvier (1769-1832)

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN 2. DEL FIXISMO AL EVOLUCIONISMO: TEORIAS EVOLUCIONISTAS 2.1 TEORÍA DE LAMARCK O LAMARCKISMO Las especies de seres vivos van cambiando o transformándose gradualmente de unas en otras . • Un organismo va transformando sus órganos para adaptarse al medio ambiente. Es eicir, aquel órgano que se usa con frecuencia será de gran tamaño y desarrollado, mientras que el que se usa menos será mas pequeño y menos desarrollado y además se puede atrofiar: LA NECESIDAD CREA EL ÓRGANO • Las características adquiridas son heredadas por los hijos y las futuras generaciones Jean Baptista Lamarck (1744-1829)

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN En la actualidad, prácticamente ningún científico acepta el lamarckismo, ya que los caracteres adquiridos a lo largo de la vida no se pueden heredar. Se heredan las características que están registradas en el ADN (molécula que se encuentra en el núcleo de las células formando parte de los cromosomas). La Ciencia tiene esa grandeza, los argumentos científicos pueden y deben ponerse a prueba, si no resisten las pruebas son falsos, y si no pueden ponerse a prueba, no son científicos.

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN Rafa Nadal tiene el brazo izquierdo con un gran desarrollo muscular. Sus hijos heredarán este desarrollo como proponía Lamark?. Razona la respuesta.

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN 2.2 TEORÍA DE DARWIN O DARWINISMO Charles Darwin (1809-1882) Darwin en su obra llamada “El origen de las especies por medio de la selección natural” explicaba la evolución a partir de la teoría de la selección natural: • Nacen mas individuos de cualquier especie de los que pueden sobrevivir. Los individuos tienden a competir para obtener alimento y reproducirse. • Entre los individuos de cualquiera especie existen variaciones o diferencias heredables. Se produce el mecanismo de la selección natural: aquellos organismos que son mas aptos sobreviven. • Los individuos que sobreviven son los que tienen descendencia y a ella le trasmiten las características ventajosas. • La población cambia gradualmente. Las especies evolucionan y con tiempo darán lugar a nuevas especies.

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN Darwin decía: “ Entre los individuos de cualquier especie existen variaciones o diferencias heredables” Pero, como se transmiten estos caracteres hereditarios de generación en generación? Darwin lo desconocía Esta objección científica ya fuera resuelta por Gregor Mendel, pero Darwin no tuvo en cuenta los resultados de las investigaciones genéticas realizadas por este monje austríaco

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN TEORÍA DE LA SELECCIÓN DE DARWIN GENÉTICA MENDELIANA TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN O NEODARWINISMO Theodosius Dobzhansky (1900-1975)

4. COMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN 2.3 TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN O NEODARWINISMO La recombinación genética que se + Mutaciones produce en la reproducción sexual (Alteraciones del ADN) Son las causas de la VARIABILIDAD GENÉTICA DE LA POBLACIÓN Sobre los que actúa los parsimoniosos y graduales de la SELECCIÓN NATURAL EVOLUCIÓN

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