Origen de la Vida-v3

M en C Rafael Govea Villaseñor
El Origen de la Vida
El Origen de la Vida
por el CINVESTAV-IPN
por el CINVESTAV-IPN
Biólogo por la UAM-I
Biólogo por la UAM-I
Versión 3.0 2015-2017-2021
Versión 3.0 2015-2017-2021

Primero unas aclaraciones
Primero unas aclaraciones

En ciencia ¿qué es una teoría?
En ciencia ¿qué es una teoría?
Toda teoría es una explicación acerca de la Realidad
Toda teoría es una explicación acerca de la Realidad

Así que...
Así que...
La explicación puede ser completamente
La explicación puede ser completamente
errónea, parcialmente cierta o corresponder
errónea, parcialmente cierta o corresponder
estrechamente con la realidad,
estrechamente con la realidad,
pero
pero en ningún caso implica que
en ningún caso implica que
la realidad no existe
la realidad no existe
Por Bryan Larsen (USA, 1975)

Aclaremos
Aclaremos
Las Teorías Científicas son explicaciones susceptibles
Las Teorías Científicas son explicaciones susceptibles
de ser puestas a prueba (
de ser puestas a prueba (refutables
refutables)
)
Todo conocimiento científico pertenece a una teoría,
Todo conocimiento científico pertenece a una teoría,
se le considera verdadero,
se le considera verdadero, si hay evidencias
si hay evidencias
experimentales, observacionales o lógicas a su favor
experimentales, observacionales o lógicas a su favor
y mientras no sea refutada por
y mientras no sea refutada por evidencias bien
evidencias bien
establecidas.
establecidas.
Decir: Teoría Fulana, no implica dudar de la veracidad
Decir: Teoría Fulana, no implica dudar de la veracidad
de dicha explicación; si es “testable” es científica.
de dicha explicación; si es “testable” es científica.
En el peor de los casos, es la mejor explicación disponible,
En el peor de los casos, es la mejor explicación disponible,
misma que será desechada si aparece otra mejor.
misma que será desechada si aparece otra mejor.

¿Las Teorías científicas
¿Las Teorías científicas
son verdaderas?
son verdaderas?
No
No
necesariamente
necesariamente
Pueden serlo, pero no es
Pueden serlo, pero no es
relevante.
relevante. Simplemente son
Simplemente son
científicas porque son
científicas porque son
testables, es decir son
testables, es decir son
susceptibles de ser puestas a
susceptibles de ser puestas a
prueba.
prueba.

En la historia de la ciencia
En la historia de la ciencia
Podemos enumerar miles de teorías
Podemos enumerar miles de teorías
que han sido refutadas y sustituidas,
que han sido refutadas y sustituidas,
al menos, por otras mejores
al menos, por otras mejores
En ciencia todo cambio o
En ciencia todo cambio o
corrección a las teorías
corrección a las teorías
prevalecientes
prevalecientes debe estar sustentado
debe estar sustentado
en evidencias obtenidas con
en evidencias obtenidas con
métodos rigurosos y bien
métodos rigurosos y bien
controlados
controlados.
.

¿Qué es la realidad, Teoría o hecho?
¿Qué es la realidad, Teoría o hecho?
Independientemente
Independientemente
de las teorías que
de las teorías que
pretendan explicarla
pretendan explicarla
Hecho
Hecho

Entonces, para los Científicos una Teoría es…
Entonces, para los Científicos una Teoría es…
Un conjunto de conocimientos,
Un conjunto de conocimientos,
explicaciones y principios
explicaciones y principios
coherentes relacionados entre si
coherentes relacionados entre si
Además de ser compatibles con
Además de ser compatibles con
las otras Teorías Científicas
las otras Teorías Científicas
Con los hechos establecidos por
Con los hechos establecidos por
las observaciones y experimentos
las observaciones y experimentos
rigurosos y adecuados
rigurosos y adecuados.
.

Para los
Para los NO
NO Científicos una Teoría es…
Científicos una Teoría es…
Un hecho imperfecto, una simple
Un hecho imperfecto, una simple
suposición para la cual hay poca
suposición para la cual hay poca
evidencia a su favor y tan válida
evidencia a su favor y tan válida
una como cualesquier otra.
una como cualesquier otra.

¿Con qué trabajan los Científicos?
¿Con qué trabajan los Científicos?
Con la ignorancia
Con la ignorancia
No hay nada más valioso para un científico que
No hay nada más valioso para un científico que
encontrar un yacimiento desconocido: un objeto, un
encontrar un yacimiento desconocido: un objeto, un
proceso, un método o una técnica
proceso, un método o una técnica
Pero, para ello debe primero, conocer lo aprendido
Pero, para ello debe primero, conocer lo aprendido
por las generaciones precedentes para ubicar las
por las generaciones precedentes para ubicar las
fronteras difusas y prospectar en ellas
fronteras difusas y prospectar en ellas

¿La Teoría de la Evolución...
¿La Teoría de la Evolución...
explica el origen de la Vida?
explica el origen de la Vida?
No
No
Rice, JW
Rice, JW et al
et al (2010)
(2010) The theory of evolution is not an explanation for the
The theory of evolution is not an explanation for the
origin of life
origin of life Evo Edu Outreach
Evo Edu Outreach 3-141-2
3-141-2
y no tiene la obligación de
y no tiene la obligación de
hacerlo.
hacerlo.
El origen de la Vida no es su tema.
El origen de la Vida no es su tema.

¿De qué trata la Teoría de la Evolución?
¿De qué trata la Teoría de la Evolución?
Explica el origen de las especies
Explica el origen de las especies
Explica el carácter
Explica el carácter
propositivo de lo vivo
propositivo de lo vivo
Así que nada tiene sentido en
Así que nada tiene sentido en
biología sino se pone en el
biología sino se pone en el
contexto del proceso evolutivo
contexto del proceso evolutivo
que le dio origen
que le dio origen

¿Es lo mismo biogénesis
¿Es lo mismo biogénesis que abiogénesis
que abiogénesis?
?
(
(a =
a = ausencia
ausencia, bio
, bio- = vida,
- = vida, gene
gene- = generar)
- = generar)
No, biogénesis es el proceso de formación
No, biogénesis es el proceso de formación
de un organismo o estructura biológica.
de un organismo o estructura biológica.
En cambio, abiogénesis es el proceso de
En cambio, abiogénesis es el proceso de
formación de los seres vivos desde la
formación de los seres vivos desde la
materia inerte.
materia inerte.

¿Cuál Ciencia estudia la abiogénesis?
¿Cuál Ciencia estudia la abiogénesis?
No, por supuesto, la
No, por supuesto, la
Teoría de la Evolución
Teoría de la Evolución
Sino las teorías sobre el
Sino las teorías sobre el
origen de la Vida o
origen de la Vida o
Biogenésicas
Biogenésicas

¿La abiogénesis es un problema
¿La abiogénesis es un problema
resuelto?
resuelto?
No, aún no sabemos cómo surgió la
No, aún no sabemos cómo surgió la
Vida, aunque hemos avanzado mucho.
Vida, aunque hemos avanzado mucho.
Ahora sabemos muchas
Ahora sabemos muchas
maneras de cómo no lo hizo
maneras de cómo no lo hizo
y tenemos pistas valiosas en estudio.
y tenemos pistas valiosas en estudio.

Teorías sobre el Origen de la Vida
Teorías sobre el Origen de la Vida
• Teorías Creacionistas
Teorías Creacionistas
• Teoría de la Generación Espontánea
Teoría de la Generación Espontánea
• Hipótesis Meteórica (panspermia)
Hipótesis Meteórica (panspermia)
– Panspermia Dirigida
Panspermia Dirigida
• Teoría Oparin-Haldane (T. Químio-sintética)
Teoría Oparin-Haldane (T. Químio-sintética)
– Modelo Standar (“Sopa primigenia”)
Modelo Standar (“Sopa primigenia”)
– Mundo del RNA
Mundo del RNA
– Teoría del origen quimioautotrofo
Teoría del origen quimioautotrofo

Este tipo de teorías explica el origen de los seres
Este tipo de teorías explica el origen de los seres
vivos como resultado de un acto de creación llevado
vivos como resultado de un acto de creación llevado
a cabo por uno o varios seres de carácter divino.
a cabo por uno o varios seres de carácter divino.
Cada pueblo o etnia del Mundo posee su propia
Cada pueblo o etnia del Mundo posee su propia
explicación sobre el origen de las cosas
explicación sobre el origen de las cosas
Estas teorías no son científicas
Estas teorías no son científicas, pues en su sentido
, pues en su sentido
más general, sus enunciados no son falsables ni
más general, sus enunciados no son falsables ni
demostrables. Aunque si lo son sus enunciados
demostrables. Aunque si lo son sus enunciados
concretos y particulares.
concretos y particulares.

Teoría Creacionista de la tribu Kogi (Col.)
Teoría Creacionista de la tribu Kogi (Col.)
“
“Primero estaba el mar. Todo estaba oscuro. No había sol, ni luna, ni gente, ni
Primero estaba el mar. Todo estaba oscuro. No había sol, ni luna, ni gente, ni
animales, ni plantas. Sólo el mar estaba en todas partes. El mar era la madre. Ella
animales, ni plantas. Sólo el mar estaba en todas partes. El mar era la madre. Ella
era agua y agua por todas partes y ella era río, laguna, quebrada y mar y así ella
era agua y agua por todas partes y ella era río, laguna, quebrada y mar y así ella
estaba en todas partes. Así, primero sólo estaba La Madre. Se llamaba
estaba en todas partes. Así, primero sólo estaba La Madre. Se llamaba
Gaulchováng [1].
Gaulchováng [1].
Ver: http://www.adepac.org/P010-4.htm
La madre no era gente, ni nada, ni cosa alguna. Ella era alúna. Ella era espíritu de lo
La madre no era gente, ni nada, ni cosa alguna. Ella era alúna. Ella era espíritu de lo
que iba a venir y ella era pensamiento y memoria. Así la Madre existió sólo en alúna,
que iba a venir y ella era pensamiento y memoria. Así la Madre existió sólo en alúna,
en el mundo más abajo, en la última profundidad, sola.¨{...}
en el mundo más abajo, en la última profundidad, sola.¨{...}

¿Las teorías creacionistas son falsables?
¿Las teorías creacionistas son falsables?
Sí, pero sólo en los muchos aspectos concretos que se
Sí, pero sólo en los muchos aspectos concretos que se
refieren a la Realidad
refieren a la Realidad

Esta teoría explica el origen súbito de los seres
Esta teoría explica el origen súbito de los seres
vivos como resultado de la acción de ciertas
vivos como resultado de la acción de ciertas
fuerzas sobre la materia inerte.
fuerzas sobre la materia inerte.
La enunciación de variantes de ésta
La enunciación de variantes de ésta
teoría se pueden rastrear desde los
teoría se pueden rastrear desde los
filósofos griegos
filósofos griegos
Esta teoría es científica pues sus postulados
Esta teoría es científica pues sus postulados
son falsables (susceptibles de ser
son falsables (susceptibles de ser
demostrados como falsos).
demostrados como falsos).

Muchas historias populares de esta teoría explican el
Muchas historias populares de esta teoría explican el
origen de los gansos, ovejas, ranas... cómo un repentino
origen de los gansos, ovejas, ranas... cómo un repentino
surgimiento desde materia inerte
surgimiento desde materia inerte
Representación de la generación
Representación de la generación
espontánea de gansos, ovejas
espontánea de gansos, ovejas

La Controversia de la Generación
La Controversia de la Generación
Espontánea como proceso acumulativo
Espontánea como proceso acumulativo
Pasteur, Siglo 19
Pasteur, Siglo 19
Pasteur, Siglo 19
Pasteur, Siglo 19 Bacterias
Bacterias
Bacterias
Bacterias
Refutó el origen espontáneo de
Spallanzani, Siglo 18
Spallanzani, Siglo 18 Ciliados
Ciliados
Ciliados
Ciliados
Refutó
Redi, Siglo 17
Redi, Siglo 17
Redi, Siglo 17
Redi, Siglo 17 Larvas de mosca
Larvas de mosca
Larvas de mosca
Larvas de mosca
Refutó
Leewenhoek, Siglo 17
Leewenhoek, Siglo 17 Hormigas, picudos y almejas
Hormigas, picudos y almejas
Refutó

¿Qué tenían que hacer los partidarios de la
¿Qué tenían que hacer los partidarios de la
Generación Espontánea?
Generación Espontánea?
Algunos
Algunos
organismos pueden
organismos pueden
surgir
surgir
espontáneamente
espontáneamente
Algunos
Algunos
organismos pueden
organismos pueden
surgir
surgir
espontáneamente
espontáneamente
Comprobación
Comprobación
O
Ox
x
O
Ox
x
O
O1
1
O
O1
1
O
O1
1
O
O1
1
Falsación
Falsación
O
O2
2
O
O2
2
O
O2
2
O
O2
2
O
O3
3
O
O3
3
O
O3
3
O
O3
3
O
On
n
O
On
n
O
On
n
O
On
n

¿Qué tenían que hacer los oponentes a la
¿Qué tenían que hacer los oponentes a la
Teoría de la Generación Espontánea?
Teoría de la Generación Espontánea?
Todos los
Todos los
organismos
organismos
surgen de
surgen de
progenitores
progenitores
Todos los
Todos los
organismos
organismos
surgen de
surgen de
progenitores
progenitores
Comprobación
Comprobación
O
O1
1
O
O1
1
O
O1
1
O
O1
1
O
O2
2
O
O2
2
O
O2
2
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O2
2
O
O3
3
O
O3
3
O
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O3
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O
On
n
O
On
n
O
On
n
O
On
n
O
Ox
x
O
Ox
x
Falsación
Falsación

¿Luis Pasteur refutó a la teoría de la
¿Luis Pasteur refutó a la teoría de la
Generación espontánea?
Generación espontánea?
Spallanzani, Lazzaro (1768)
Spallanzani, Lazzaro (1768)
Pasteur, L (1862)
Pasteur, L (1862) Sobre las partículas
Sobre las partículas
Organizadas existentes en el aire
Organizadas existentes en el aire.
.
Tyndall, John (1869)
Tyndall, John (1869)
Larvas de mosca
Larvas de mosca
Protistas, ciliados
Protistas, ciliados
Bacterias
Bacterias
polvo
polvo
Redi, Francesco (1668)
Redi, Francesco (1668)
Leeuwenhoeck, Anton Van (
Leeuwenhoeck, Anton Van (circa
circa 1670)
1670)
Luis Pasteur
Dôle, Francia; 1822-1895
Si y No, pues en un sentido...
Si y No, pues en un sentido...

¿Quién refutó la generación espontánea?
¿Quién refutó la generación espontánea?
●
Nadie, no se puede refutar
epistemológicamente hablando.
●
Se abandonó por falta de evidencia
y la aparición de una mejor
explicación.
●
Oparin introdujo la noción de la
evolución al proceso mismo de la
abiogénesis.
●
El origen de la Vida dejó de ser un
momento y se transformó en un
proceso.
A I Oparin
Úglich, Rusia 1894-1980

H. F. Blum, 1951
H. F. Blum, 1951
“
“Abandonemos la idea de un instante
Abandonemos la idea de un instante
definido de origen y asumamos que una
definido de origen y asumamos que una
serie de eventos representan el
serie de eventos representan el
surgimiento de la Vida y no un punto
surgimiento de la Vida y no un punto
definido de esta serie”
definido de esta serie”
Blum, H. F. (1951)
Blum, H. F. (1951) Time’s arrow and evolution, citado por Faley
Time’s arrow and evolution, citado por Faley opus cit.
opus cit.
Aparición
Aparición
Súbita
Súbita
1
1 2
2 3
3 4
4 n
n
5
5 ...
...

¿Qué propone la Teoría de la Panspermia?
¿Qué propone la Teoría de la Panspermia?
Explica el origen de la Vida en la Tierra
Explica el origen de la Vida en la Tierra
asumiendo que organismos pre-existentes
asumiendo que organismos pre-existentes
llegaron de otro lugar del espacio.
llegaron de otro lugar del espacio.
Se asumía que la Vida era eterna y sólo
Se asumía que la Vida era eterna y sólo
se trasladaba de lugar. Hoy sabemos que
se trasladaba de lugar. Hoy sabemos que
eso es imposible
eso es imposible
Esta teoría es científica pues puede
Esta teoría es científica pues puede
ponerse a prueba,
ponerse a prueba, pero aún cuando sea
pero aún cuando sea
verificada en el caso de la Tierra
verificada en el caso de la Tierra, no
, no
resuelve el problema del origen.
resuelve el problema del origen.
Fue postulada por JJ Berzelius, W
Fue postulada por JJ Berzelius, W
Thomson y H von Helmholtz como
Thomson y H von Helmholtz como
Hipótesis meteórica,
Hipótesis meteórica, pero popularizada
pero popularizada
por Svante Arrhenius (1859-1927)
por Svante Arrhenius (1859-1927)

¿Hay evidencia de la Hipótesis Meteórica?
¿Hay evidencia de la Hipótesis Meteórica?
Asteroide
hace
16 millones
Hace 13 mil años
ALH84001
ALH84001
Edad 4.5 x10
Edad 4.5 x109
9
años
años
100 millones después
100 millones después
que Marte mismo.
que Marte mismo.
Si, se han descubierto meteoritos provenientes de Marte
Si, se han descubierto meteoritos provenientes de Marte

¿Qué propone la Teoría Oparin-Haldane?
¿Qué propone la Teoría Oparin-Haldane?
Uglic, Rusia
1894-1980
Oxford, Inglaterra;
1892-1964
Sugiere la Síntesis Abiótica
(Químiosintética) de compuestos orgánicos
en la atmósfera reductora de la Tierra
primitiva impulsada por rayos y seguida
de su progresiva transformación: Evolución
química --> Evolución prebiológica
“
“Sopa
Sopa
primigenia”
primigenia”

Origen de la Vida, modelo general
Origen de la Vida, modelo general
HCN
HCN
HCN
HCN
Deamer, D W, 1997
Deamer, D W, 1997
Síntesis de PMO:
Síntesis de PMO:
Elementos Biogenésicos:
Elementos Biogenésicos: C, H, O, N, P, S
C, H, O, N, P, S
HCHO
HCHO
HCHO
HCHO
Moléculas reactivas
Moléculas reactivas
Solución diluida de Monómeros
Solución diluida de Monómeros
Aporte Meteórico
Aporte Meteórico
Mecanismos de
Mecanismos de
concentración:
concentración: Adsorción sobre
Adsorción sobre
minerales
minerales
Autoensamble
Autoensamble secado
secado
Películas adsorbidas
Películas adsorbidas Vesículas
Vesículas Películas sobre superficies
Películas sobre superficies
Agregados
Agregados
moleculares
moleculares
Polimerización:
Polimerización:
Agentes condensantes
Agentes condensantes
Energía
Energía Energía
Energía
Encapsulación:
Encapsulación:
Monómeros
Monómeros Polímeros
Polímeros

¿Qué propuso Oparin en su último trabajo?
¿Qué propuso Oparin en su último trabajo?
La materia sube la serie de niveles de organización No-biológicos.
La materia sube la serie de niveles de organización No-biológicos.
Hay evidencia de esto en los procesos de Big Bang, Nucleosíntesis,
Hay evidencia de esto en los procesos de Big Bang, Nucleosíntesis,
Colapso Nebular, Acreción de planetesimales...
Colapso Nebular, Acreción de planetesimales...
Formación de Probiontes (Complejos multimoleculares termodinámicante
Formación de Probiontes (Complejos multimoleculares termodinámicante
abiertos) capaces de capturar energía y seleccionados por el medio por su
abiertos) capaces de capturar energía y seleccionados por el medio por su
mayor estabilidad cinética
mayor estabilidad cinética
Planteó la Biogénesis como una serie larga de procesos agrupados en fases
Planteó la Biogénesis como una serie larga de procesos agrupados en fases
Evolución Química
Evolución Química
“
“Quarks” “Partícula” “Agregado de Partículas”
→ → →
Quarks” “Partícula” “Agregado de Partículas”
→ → →“Átomo” “Molécula”
→ →
“Átomo” “Molécula”
→ →
Evolución Prebiológica
Evolución Prebiológica
“
“Cuerpo” “Capa Geológica”
→ →
Cuerpo” “Capa Geológica”
→ → “Astro” “Sistema Planetario”
→ →
“Astro” “Sistema Planetario”
→ →

¿Hay evidencias de la Evolución química?
¿Hay evidencias de la Evolución química?

Stanley L. Miller detonó el estudio experimental
Stanley L. Miller detonó el estudio experimental
de la abiogénesis
de la abiogénesis
Miller, SL and HC Urey (1959)
Miller, SL and HC Urey (1959) Organic compouds synthesis on the primitive Earth
Organic compouds synthesis on the primitive Earth Science
Science 130(3370):245-51
130(3370):245-51
Gly, Ala, α-amino-butyric acid, Asp, Glu, y
otros compuestos
Johnson, AP etal (2008) The Miller volcanic spark discharge experiment
Johnson, AP etal (2008) The Miller volcanic spark discharge experiment Science
Science 322 oct 17 p404
322 oct 17 p404
22 especies de
aminoácidos, 10 de
ellos nunca
detectados en
otros
experimentos de
Miller

Aún no sabemos cómo se formó el Eubionte
Aún no sabemos cómo se formó el Eubionte
Pero ahora se
Pero ahora se
consideran las zonas
consideran las zonas
intermarea de la Tierra
intermarea de la Tierra
del Hadeano o del
del Hadeano o del
Arqueano
Arqueano
Westall, F et al 2013
Westall, F et al 2013 Habitability on Mars from a microbial point of view
Habitability on Mars from a microbial point of view Astrbiol
Astrbiol 13(9)
13(9)
Pero, con reactivos
plausibles como prebióticos
siguiendo la termodinámica
y la selección de mayor
estabilidad cinética

Otra opción para formar el Eubionte
Otra opción para formar el Eubionte
Más probablemente ocurrió en
Más probablemente ocurrió en
zonas hidrotermales del fondo
zonas hidrotermales del fondo
del océano primitivo o en las
del océano primitivo o en las
formadas en cráteres de impacto
formadas en cráteres de impacto
del Bombardeo Masivo tardío
del Bombardeo Masivo tardío
Astrbiol 13(9)
13(9)
Pero, siempre como propuso
Oparin, extendiendo los
mecanismos evolutivos más allá de
la Vida misma por selección de la
mayor estabilidad cinética.

¿cuándo apareció la Vida en la Tierra?
¿cuándo apareció la Vida en la Tierra?
Astrbiol 13(9)
13(9)
Formación de la
Tierra, 4,56 Ga
Estratificación
Formación de la Luna
Formación de los
oceános, 4.5-4.4 Ga
Evidencia de Corteza,
4.3 Ga
Bombardeo tardío, 3.9 Ga
Evidencia isotópica de
Vida, 3.8 Ga

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