El documento describe las principales teorías sobre el origen de la vida y la evolución celular. Explica que la teoría química del origen de la vida de Oparin y Haldane es la más aceptada, basada en experimentos como el de Urey y Miller que demostraron la formación de moléculas orgánicas simples en condiciones primitivas. También describe la evolución de los procariontes a eucariontes mediante la teoría endosimbiótica de Lynn Margulis.

1. BIOLOGIA MOLECULAR Y
CELULAR
ORIGEN DE LA VIDA,
TEORIAS, EVOLUCIÓN
CELULA
Blga. YSABEL MURRUGARRA
BRINGAS

2. ¿Qué es la vida?¿Qué es un ser vivo?

3. ¿QUÉ ES VIDA?
Desde el punto de vista biológico
Se relaciona a las capacidades
que tiene un ser vivo de nacer,
crecer, reproducirse y morir, a lo
largo de sucesivas generaciones
e incluso puede evolucionar.
SER VIVO
Cualquier sistema químico
capaz, como mínimo, de
transferir su información
molecular a través de la
auto-reproducción y de
evolucionar.
VID
A

4. CARACTERISTICAS DE LOS
SERES VIVOS
HOMEOSTASIS

5. COMPLEJIDAD
EN EL UNIVERSO

6. Los seres vivos se han formado en la Tierra
Sabemos:
Edad de la Tierra: 4500 millones de
años
Fósiles más antiguos: 3500 millones de
años
¿Qué pasó en estos 1000
millones de años?

7. TEORIAS DEL ORIGEN DE
LA VIDA
Para explicar esto han existido grandes corrientes de
pensamiento:
 Creacionismo
 La generación espontánea
 Teoría del origen químico de la vida
 Panspermia

8. EL
CREACIONISMO
 Sostiene que la vida en la Tierra habría sido creada por una
fuerza sobrenatural.
 Inmovilismo de las especies.-Sostiene que cada una de las
distintas especies se habría originado separadamente de las
otras y que no había experimentado modificación alguna en
el transcurso de las generaciones sucesivas.
 Actualmente los fundamentos del creacionismo son
ignorados por la mayor parte de la comunidad científica
porque no pueden ser sometidos a una verificación
experimental.

9. PANSPERMIA
(semillas en todas partes)
Esta idea fue introducida en el siglo XIX por Svant August Arrhenius.
Dicha teoría defiende que la vida en la Tierra se habría propagado de un
sistema solar a otro por medio de esporas de microorganismos que
viajaban en meteoritos.
A favor:
•Algunos cometas y meteoritos se
han encontrado moléculas
orgánicas (agua, aminoácidos...)
•Algunos meteoritos llegados a la
Tierra tienen fósiles de lo que
serian bacterias

10. El interés en la panspermia fue renovado por
la identificación de hidrocarburos policíclicos
aromáticos (HPAs) en el meteorito Allende
(México - Chihuahua, 1969).
Los HPAs se forman durante la combustión
incompleta del carbón, aceites, gases,
madera, residuos domésticos, y en general
substancias de origen orgánico. Se
encuentran de forma natural en el petróleo,
el carbón, depósitos de alquitrán y como
productos de la utilización de combustibles,
ya sean fósiles o biomasa.

11.  La NASA en 1996, anuncia la presencia
de hipotéticas bacterias fósiles, más
pequeñas que las terrestres, en el
meteorito Allan Hills, caído hace 13,000
años en la Antártida. Los investigadores
a cargo basan su aseveración en la
conjunción de cuatro evidencias:
1. Compuestos orgánicos: (HPAs)
2. Asociación mineral en
desequilibrio, que pudieran ser
microfósiles de bacterias
primitivas.
3. Magnetita, semejante a las
producidas por bacterias
terrestres.
4. Presencia de estructuras en forma
de bacteria llamada “Gusano
Marciano” tomada el 2004 por la
sonda robótica Opportunity de la
NASA.

12. GENERACION ESPONTANEA
 Esta teoría fue apoyada por Aristóteles , Van Helmont, entre
otros. (1577-1644)
 Es una antigua teoría biológica que sostenía que podía surgir
vida animal y vegetal de forma espontánea, a partir de la
materia inerte (barro, estiércol, ropa sucia, etc.) sin sufrir
ningún tipo de proceso previo, simplemente aparecían.

13.  En 1668 el médico italiano
Francesco Redi (1626 – 1697)
refutó la hipótesis de los
gusanos a partir de la carne.
Colocó pedazos de carne en
frascos, unos abiertos y otros
herméticamente cerrados. A
los pocos días encontró
gusanos en los frascos
abiertos, pero no en los
cerrados.

14. JOHN NEEDHAM (1713 – 1781) VS. LÁZARO SPALLANZANI (1729 – 1799):
Sostuvieron una disputa acerca del origen de los microorganismos en caldos de
cultivo.
 Needham atribuía la presencia de microorganismos en los caldos de cultivo
a una “fuerza vital”; demostró su experimento colocando caldo de cordero
recién retirado del fuego en un tubo de ensayo y cerrado herméticamente;
después de algunos días el caldo estaba lleno de microorganismos.
 Spallanzani adujo que el caldo no había sido esterilizado adecuadamente,
en 1768, realizo una nueva serie de experimentos en los que hirvió entre 30
y 45 min. frascos que contenían un caldo nutritivo (frascos sellados y otros
no), y observo que en los frascos sellados no se observo microorganismos y
demostró así que la generación espontánea no se producía.

15.  A mediados del siglo XIX, Louis Pasteur en Francia y
John Tyndall en Inglaterra refutaron la idea del caldo
que se transforma en microorganismos.

16. Se demostró que ninguna forma de vida puede originarse
espontáneamente de la materia inorgánica, sino
únicamente de la vida preexistente, éste es el denominado
proceso de la BIOGÉNESIS (QUE TODO SER VIVO PROCEDE DE
OTRO SER VIVO).

17. TEORIA HIDROTERMAL
 Fue propuesta por John B. Corliss, (1977)
 Se fundamenta en la energía geotérmica presente en los
manantiales termales submarinos, la cual sería la fuente de
energía para el origen de la vida.
 Corliss mantuvo la noción de Oparin, de que los primeros
organismos abrían sido heterótrofos .
 Günter Wächtershäuser (1988), planteó la hipótesis de que los
primeros organismos serían de tipo termofílico y, a diferencia de
lo expuesto por Oparin y Corliss, serian quimioautótrofos
(metabolismo de partículas sólidas de sulfuros de metales de
transición, principalmente sulfuros de hierro).
 Los iones metálicos en los sulfuros desempeñarían el papel de
catalizadores, ya que en condiciones prebióticas no existían
enzimas.

18. EL ORIGEN QUÍMICO
DE LA VIDA
 Es la teoría mas aceptada para
explicar el origen de la vida, se
basa en la hipótesis química
expuesta por el ruso A. Oparin y
el inglés Haldane en 1923.
 Alexander Oparin fue el primero
en proponer la idea que la vida se
había formado en la Tierra
primitiva, en unas condiciones
que no encontramos en la
actualidad.

19. De la atmósfera primitiva reducida se sabe:
 Era pobre en O2: la materia orgánica puede acumularse.
 La radiación ultravioleta solar llegaba hasta la superficie de
la Tierra (energía para la síntesis de materia orgánica)
 Era rica en CH4, NH3, H2 , H2Ov
Además,
 La temperatura de la Tierra era elevada.
 Gran actividad volcánica.
 “Inestable” (impactos de meteoritos)
Proponía que en estas condiciones era posible la síntesis de las
biomoléculas necesarias para la vida (aminoácidos, bases
nitrogenadas, glúcidos, lípidos)

20. EXPERIMENTO DE UREY Y
MILLER
 En la década del 50, dicha hipótesis ha podido, en parte,
ser confirmada por el químico Miller, que bajo la
dirección de Urey, simuló en un balón de vidrio la
atmósfera primitiva con la mezcla de gases y la sometió a
descargas eléctricas, con lo que comprobó presencia de
compuestos orgánicos.
UTILIZARON:
agua (H2O)
metano (CH4)
amonio (NH3) e
hidrógeno (H2)…
pero no OXIGENO

22. EXPERIMENTO DE UREY Y MILLER

23. Todas estas moléculas formadas en los mares primitivos se
fueron acumulando y aumentando en complejidad
(polimerización) creando la “sopa primitiva” que permitió la
formación de COACERVADOS (pequeñas gotitas formadas por
diferentes polímeros en soluciones acuosas, combinaciones de
proteínas, azucares, lípidos y ácidos nucleicos).

24. El último requisito para tener una “célula” es la existencia de un
material genético asociado a los coacervados sobre el cual
la selección natural pueda actuar y escoger aquellas
combinaciones más idóneas.
Pueden haberse formado por calor o por la ayuda de catalizadores
(polifosfatos inorgánicos)

25.  Una vez que se ha formado un polímero, éste puede
influir en la formación de uno nuevo, ya que puede
actuar como “molde” en una nueva reacción de
polimerización.

26.  Los mecanismos de duplicación requieren de la
presencia de un catalizador.
 En los tiempos primitivos, iones metálicos y minerales
como la arcilla podrían haber cumplido la función de
catalítica. Pero, lo que es más importante, el propio
ARN pudo haber actuado como catalizador.

27. EVIDENCIA
 J. Ferris y coll, del Instituto Politécnico Rensselaer, Nueva
York, (1993), establecieron que se forman pequeños
polímeros de nucleótidos (oligonucleótidos) por medio de
catálisis no biológica. El experimento consistió en una
disolución acuosa de nucleótidos, agitada en presencia de
montmorillonita.
 La montmorillonita es una arcilla natural ácida, que se
utiliza en química orgánica como catalizador, a la cual se
fijan los nucleótidos antes de reaccionar para formar
pequeños polímeros. Es interesante señalar que, en los
ácidos nucleicos que se forman, la mayor parte de los
nucleótidos se une por medio de enlaces idénticos a los
que se encuentran en los RNA y DNA biológicos.

28. Por lo tanto, la molécula de RNA tiene dos
propiedades fundamentales:
 Lleva información codificada en una secuencia de
nucleótidos, orden que puede transferir mediante
copia.
 Tiene una estructura tridimensional única que
determina cómo interaccionar con otras moléculas y
cómo responder a las condiciones del ambiente.
 Estas dos propiedades informativa y funcional son
fundamentales en la evolución.
 La información codificada del ARN es igual al
genotipo (información hereditaria), en tanto que
la forma expresada es igual al fenotipo expresión
de la información genética.

29. INVESTIGACIONES CIENTIFICAS QUE SIRVEN
DE EVIDENCIA (1)
 En la década de 1980, Thomas Cech de la Universidad de
Colorado y Sidney Altman de la Universidad de Yale,
Premios noble de Bioquímica 1989, descubrieron que
ciertas moléculas pequeñas de ARN, llamadas RIBOZIMAS,
actúan como enzimas que catalizan reacciones celulares,
entre ellas, la síntesis de más moléculas de ARN y además
almacenar los códigos genéticos.
 Las ribozimas han sido definidas como falsas enzimas ya que
después de la reacción no recuperan su estructura
molecular (poseen un solo ciclo de reacción).

31. PROTOBIONTE
 Fueron los precursores
evolutivos de las primeras
células procariotas.
 Se originaron por la
convergencia y conjugación de
microesferas de proteínas,
carbohidratos, lípidos y otras
substancias orgánicas
encerradas por membranas
lipídicas.
 Según Oparin & Haldane, los
Eubiontes dieron origen a los
primeros seres vivos.

32. LA EVOLUCION
CELULAR
PROTOBIONTES 3700 millones de años
PROCARIOTAS (heterótrofas anaeróbicas) 3500 millones de
años
PROCARIOTAS (autótrofas anaeróbicas) 2500 millones de
años
PROCARIOTAS (aeróbicas) 2200 millones de años
EUCARIOTAS 1800 millones de años
Formación atmósfera oxidante 2300 millones de años
Atmósfera oxidante actual 750 millones de años

34. TEORIA ENDOSIMBIOTICA
 Lynn Margulis.- Describe las incorporaciones simbiogenéticas
que se dieron para formar a las células eucariotas a partir de las
células procariotas
 Según la estimación más aceptada, hace 2.000 millones de años, la
vida la componían multitud de bacterias:
 Adaptadas a los diferentes medios (cambiantes e inestables).
 Con diferentes metabolismos usados por las bacterias frente al
único usado por los pluricelulares: el aeróbico (que usan el
oxígeno como fuente de energía; las plantas utilizan dos:
aeróbico y fotosíntesis).

35. Arqueafermentadora
Espiroqueta
Medio anaeróbico
Bacteria respiradora de oxigeno de vida
libre(proteobacterias ). Darían origen a
las Mitocondrias y peroxisomas
Bacterias fotosintéticas (cianobacterias)
incorporando plastos
Medio aeróbico

36. EVOLUCION BIOLOGICA

37.  Una vez que la vida surge sobre la Tierra, se
nos plantea un nuevo interrogante:
¿Cómo a partir de una sola célula han
podido aparecer todas las especies,
tan diferentes que existen hoy en
día?

38. TEORIAS DE LA EVOLUCION
TEORIAS PREEVOLUTIVAS:
 CREACIONISMO
 FIJISMO
 CATASTROFISMO
TEORIAS EVOLUTIVAS:
 LAMARCKISMO
 DARWINISMO
 NEODARWINISMO PRIMITIVO
 NEODARWINISMO MODERNO O TEORIA
SINTETICA
 TEORÍA SALTACIONISTA O DEL
EQUILIBRIO PUNTUADO
 GRADUALISMO FILETICO

39. TEORIAS
PREEVOLUTIVAS
 Teoría creacionista, el origen de cada una de las especies se debía a
un acto creador específico. De manera complementaria a esta idea, la
teoría fijista sostenía que las especies se mantienen invariables a lo
largo del tiempo.
 Carl von Linné (1707-1778), sintetizaba así estas teorías: “Hay
tantas especies diferentes como formas diversas fueron creadas en un
principio por el ser infinito”.
 Georges Cuvier (1769-1832) también era partidario de la
inmutabilidad de las especies. Consideraba que los fósiles eran
restos de seres vivos que habían existido en tiempos pasados, pero no
de especies antecesoras de los organismos actuales. Para explicar la
desaparición de las especies fósiles aplicó la teoría geológica del
catastrofismo. Según ésta, durante el transcurso de la historia de la
Tierra, habían sucedido varias catástrofes o cataclismos que
provocaron la extinción total de ciertas especies.

40. TEORIAS
EVOLUTIVAS
 J.B. DE LAMARCK (1744-1829) publicó en 1809 la obra Filosofía
zoológica, en la que expone su hipótesis sobre la
transformación gradual de las especies a lo largo del tiempo,
para Lamarck, las especies actuales provenían de especies
primitivas, hoy extinguidas, que habrían sufrido modificaciones
sucesivas; esta nueva idea recibió el nombre de
EVOLUCIONISMO.
 Según Lamarck estas transformaciones se debían a que cuando
cambiaban las condiciones ambientales, los seres vivos
desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor
(ADAPTACIÓN AL MEDIO) y luego esos caracteres se transmitían
a sus descendientes, apareciendo especies nuevas; es lo que
llamaba la HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.

41. El ejemplo más explicado por el lamarkismo es el origen del cuello en
las jirafas. Según esta hipótesis, el cuello de estos animales se debe al
ESFUERZO continuo de unos antílopes originales para llegar a las
hojas más altas de los árboles. Estos esfuerzos harían que los cuellos se
alargaran unos centímetros y pasarían a la descendencia. Después de
muchas generaciones, el cuello iría creciendo hasta las dimensiones
actuales.

42. La
CHARLES DARWIN
TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN
EVOLUCIÓN BIOLÓGICA.- Es el proceso
continuo de transformación de las especies a
través de cambios producidos en sucesivas
generaciones, y que se ve reflejado en el
cambio de las frecuencias alélicas de una
población.
Para la biología, la evolución es un cambio en el perfil
genético de una población de individuos dentro de una
misma especie.
Desde los años 1940, cuando emergió la nueva ciencia de la
genética, la evolución ha sido definida más
específicamente como un cambio en la frecuencia de
alelos entre una generación y la siguiente.

43. El darwinismo se basa en los siguientes principios básicos:
Las especies cambian continuamente, aparecen unas y se extinguen otras.
Además, viendo el registro fósil nos damos cuenta que cuanto más antiguo es el
fósil, más diferente se presenta respecto a los seres actuales.
 La evolución es un proceso gradual, continuo. Existe una gran variabilidad
entre las especies. Ejemplo: Sinsontes (pinzones) de las Galápagos.
Pinzones de las Galápagos:
Se cree que las catorce especies
de pinzones de las islas Galápagos
evolucionaron a partir de una
sola. Migraron con toda
probabilidad, desde el continente
hacia las islas. Sus descendientes,
libres para explotar recursos que
en condiciones normales habrían
tenido que compartir con otras
aves, se adaptaron a todos los
hábitats (árboles, cactus o suelo)
y alimentos (semillas, cactus,
frutos o insectos) disponibles. La
forma y el tamaño de sus picos
son un ejemplo de adaptación.

44. LA EXPLICACION DE
DARWIN :

45. PRUEBAS DE LA EVOLUCION
Las pruebas en las que se basa la
evolución son las siguientes:
Pruebas biogeográficas
Pruebas paleontológicas
Pruebas anatómicas
Pruebas embriológicas
Pruebas bioquímicas

46. PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS
Basadas en los fósiles. Los más antiguos tienen unos 3500
millones de años y corresponden a los estromatolitos.
ESTROMATOLITO

47. ÓRGANOS HOMÓLOGOS
 Son los que tienen el mismo
origen embriológico y, como
consecuencia, la misma estructura
interna, aunque su forma y
función sean diferentes.
 Por ejemplo, las extremidades
anteriores de los vertebrados. Al
adaptarse a diversas funciones
(volar, nadar, galopar, excavar,
etc) se produce una evolución
divergente de las especies que
proceden de un antepasado
común. Así pues, los órganos
homólogos indican un
parentesco evolutivo con
antepasados comunes.
PRUEBAS MORFOLÓGICAS Y ANATOMICAS

48. ÓRGANOS ANÁLOGOS
 Son los que realizan la misma
función, aunque tengan una
estructura interna distinta y
un origen embriológico
diferente.
 Por ejemplo, son órganos
análogos las alas de un insecto y
las de un ave. Se considera que
su similitud se debe a la
adaptación a una misma función
(volar) mediante una evolución
convergente. Estos órganos no
constituyen una prueba de
parentesco, pero sí de la teoría
de la evolución.

50. PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS

52. PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS

53. PRUEBAS
BIOQUÍMICAS
 Se basan en el estudio comparado de las moléculas de los organismos de
distintas especies. Se observa que cuanto más similares son las
características morfológicas entre dos individuos, más parecidas son las
moléculas que los constituyen. Esta relación no se daría con carácter
general si cada especie se hubiera creado independientemente. Sin
embargo, si una especie procede de otra por transformación, se explica
que sus moléculas se parezcan más a las de las especies más próximas.
 Al comparar moléculas de distintos organismos, sobre todo de ácidos
nucleicos (ADN y ARN), se han observado diferentes grados de
parentesco entre ellos y, como consecuencia, se han podido establecer
relaciones de procedencia (líneas filogenéticas) entre diversas especies.
Además, la presencia de determinadas sustancias (como el ADN, ATP,
NADH+, etc.) en todos los organismos se propone como una prueba del
origen común de todos los seres vivos.

55. PROCESODE
HOMINIZACION
EVOLUCION DEL SER
HUMANO

56. PUBLICACIONES ELECTRONICAS:
 http://boletinsgm.igeolcu.unam.mx/bsgm/vols/e
poca03/5601/2003-56Gomez.pdf
 http://www.sedin.org/PDFS/Gish-OL-CC-05.pdf
 http://biologiadelacelula.files.wordpress.com/20
08/03/capitulo_muestra1.pdf