Srta. MarĂa BelĂŠn Alvarado Mora
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA Y DE LOS ORGANISMOS
CREACIONISMO
Se denomina creacionismo al conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales el Universo y los seres vivos provienen de actos específicos de creación divina. Esta teoría se dice que Dios creó la vida en 7 días, distribuidos de la siguiente manera.
DIA # 1 Separación de la luz y las tinieblas y primer indicio de que el planeta gira (se produce el ciclo díanoche)
DIA # 2 Formación de la atmósfera de la Tierra, separación del agua en dos partes: a) agua oceánica y subterránea b) agua atmosférica.
DIA # 3 Tierra seca y océanos. Vegetación, plantas que producen semillas y árboles que producen fruto.
DIA # 4 Sol – Luna. Junto con su órbita ya establecida para que marque el paso del tiempo (meses, estaciones y años). Estrellas y otros planetas.
DIA # 5 Animales terrestres y animales acuáticos.
DIA # 6 Hombre Mujer
DIA # 7 Día de descanso
Srta. María Belén Alvarado Mora
GENERACIÓN ESPONTÁNEA (ABIOGENISTAS) La teoría de la generación espontánea(también conocida como arquebiosis o abiogénesis ) es una antigua teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida (animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas. Creencia profundamente arraigada Autor: Aristóteles desde la antigüedad ya que fue Contrapone: Luis Pasteur descrita por Aristóteles, luego sustentada y admitida por pensadores como Descartes, Bacon o Newton, comenzó a ser objetada en el siglo XVII. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada. Diversos experimentos se realizaron desde el año 1668 en virtud de encontrar respuestas hasta que Louis Pasteur demostró definitivamente a mediados del Siglo XIX que la teoría de la generación espontánea es una falacia, postulando la ley de la biogénesis, que establece que todo ser vivo proviene de otro ser vivo ya existente. Fig. La teoría de la generación espontánea se sustentaba en la observación superficial de procesos naturales como por ejemplo la putrefacción. Es así como se explicaba que de un trozo de carne descompuesta apareciesen larvas de mosca, gusanos del fango, organismos de los lugares húmedos y aún ratones. Generalmente se aplicaba a insectos, gusanos o seres pequeños.
EL EXPERIMENTO DE FRANCISCO REDI Francesco Redi, médico e investigador, realizó un experimento en 1668 mediante tres vasos en los que puso respectivamente un pedazo de pescado, anguila y carne de buey, cerrándolos herméticamente. Preparó luego otros tres vasos con los mismos materiales y los dejó abiertos. Al poco tiempo –dado que algunas moscas fueron atraídas por los alimentos de los vasos abiertos– comenzaron a Autor: Francisco Redi aparecer larvas. Esto no se verificó Contrapone: Charles Darwin dentro de los vasos cerrados ni siquiera después de varios meses. Por tal motivo Redi llegó a la conclusión que los gusanos se originaban gracias a las moscas y no por generación espontánea de la carne en descomposición. Algunos objetaron que en los vasos cerrados había faltado la circulación del aire (el principio activo o principio vital) y eso había impedido la generación espontánea. Redi realizó un segundo experimento: esta vez los vasos del experimento no fueron cerrados herméticamente, sino sólo recubiertos con gasa. El aire, por lo tanto, podía circular. El resultado fue idéntico al del anterior experimento por cuanto la gasa, evidentemente, impedía el acceso de insectos a los vasos y la consiguiente deposición de los huevos.
Srta. María Belén Alvarado Mora
EL EXPERIMENTO DE LAZZARO SPALLANZANI Spallanzani demostró que no existe la generación espontánea de la vida, abriendo camino a Pasteur, en1769. Tras rechazar la teoría de la generación espontánea, Spallanzani diseñó experimentos para refutar los realizados por el sacerdote católico inglés John Turberville Needham, que había calentado y seguidamente sellado Autor: Lázzaro Spallanzani caldo de carne en diversos Contrapone: Tuberville Needham recipientes. Debido a que se habían encontrado microorganismos en el caldo tras abrir los recipientes, Needham creía que esto demostraba que la vida surge de la materia no viviente. No obstante, prolongando el periodo de calentamiento y sellando con más cuidado los recipientes, Spallanzani pudo demostrar que dichos caldos no generaban microorganismos mientras los recipientes se mantuvieran herméticamente cerrados y habiendo sido esterilizados.
EL EXPERIMENTO DE PASTEUR En la segunda mitad del siglo XIX, Louis Pasteur realizó una serie de experimentos que probaron definitivamente que también los microbios se originaban a partir de otros microorganismos. Siguiendo la recomendación de Balard, utilizó dos frascos de cuello de cisne (similares a un Balón de destilación con boca larga y encorvada). Estos matraces tienen Autor: Louis Pasteur los cuellos muy alargados que se van Contrapone: haciendo cada vez más finos, terminando en una apertura pequeña, y tienen forma de "S". En cada uno de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne (o caldo nutritivo) y los hizo hervir para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo. La forma de "S" era para que el aire pudiera entrar y que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo. Pasado un tiempo observó que ninguno de los caldos presentaba señales de la presencia de microorganismos y cortó el tubo de uno de los matraces. El matraz abierto tardó poco en descomponerse, mientras que el cerrado permaneció en su estado inicial. Pasteur demostró así que los microorganismos tampoco provenían de la generación espontánea. Gracias a Pasteur, la idea de la generación espontánea fue desterrada del pensamiento científico y a partir de entonces se aceptó de forma general el principio que decía que todo ser vivo procede de otro ser vivo. Aún se conservan en el Museo Louis Pasteur de París algunos de estos matraces que el científico utilizó para su experimento.
Srta. María Belén Alvarado Mora
BIOGÉNESIS (PROVIENE DE OTRO SER VIVO) La biogénesis tiene dos significados. Por un lado es el proceso fundamental de los seres vivos que produce otros seres vivos. Ejemplo, una araña pone huevos, lo cual produce más arañas. Un segundo significado fue dado por el sacerdote Jesuita, científico y filósofo francés Pierre Teilhard de Chardin para significar de por sí el origen de la vida. Los resultados empíricos de Pasteur (y otros) se resumen en la frase, Omne vivum ex vivo (o Omne vivum ex ovo, en latín "Toda vida es de vida"). También conocida como la "ley de la biogénesis". Demostraron que la vida no se origina espontáneamente de cosas no-vivas presentes en el medio.
EXOGÉNESIS (PANSPERMIA) (SURGIÓ LA VIDA EN OTROS LUGARES DEL UNIVERSO U OTROS PLANETAS Y HAN LLEGADO A TRAVÉS DE METEORITOS ETC.) Teoría propuesta por Arrhenius, a inicio del siglo xx (1908), Que habla sobre el origen de los seres vivos a partir de la llegada de un meteorito que inoculó formas de vida similares a las bacterias que posteriormente fueron evolucionando hasta las formas actuales. A ésta teoría también se le conoce como teoría panspermica o de la panspermia.
Autor: Arrhenius Contrapone: Charles Darwin
EVOLUCIONISMO Y PRUEBAS DE LA EVOLUCIÓN La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común. La palabra evolución para describir tales cambios fue aplicada por primera vez en el siglo XVIII por el biólogo suizo Charles Bonnet en su obra Consideration sur les corps organisés. No obstante, el Autor: Charles Darwin concepto de que la vida en la Tierra Contrapone: Asa Gray evolucionó a partir de un ancestro común ya había sido formulado por varios filósofos griegos, y la hipótesis de que las especies se transforman continuamente fue postulada por numerosos científicos de los siglos XVIII y XIX, a los cuales Charles Darwin citó en el primer capítulo de su libro El origen de las especies. Sin embargo, fue el propio Darwin, en 1859, quien sintetizó un cuerpo coherente de observaciones que Srta. María Belén Alvarado Mora
consolidaron el concepto de la evolución biológica en una verdadera teoría científica. La evolución como una propiedad inherente a los seres vivos, actualmente no es materia de debate entre la comunidad científica relacionada con su estudio. Los mecanismos que explican la transformación y diversificación de las especies, en cambio, se hallan todavía bajo intensa investigación científica. Dos naturalistas, Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, propusieron en forma independiente en 1858 que la selección natural es el mecanismo básico responsable del origen de nuevas variantes genotípicas y, en última instancia, de nuevas especies. Actualmente, la teoría de la evolución combina las propuestas de Darwin y Wallace con las leyes de Mendel y otros avances posteriores en la genética; por eso se la denomina síntesis moderna o «teoría sintética». Según esta teoría, la evolución se define como un cambio en la frecuencia de los alelos de una población a lo largo de las generaciones. Este cambio puede ser causado por diferentes mecanismos, tales como la selección natural, la deriva genética, la mutación y la migración o flujo genético. La teoría sintética recibe en la actualidad una aceptación general de la comunidad científica, aunque también algunas críticas. Ha sido enriquecida desde su formulación, en torno a 1940, gracias a los avances de otras disciplinas relacionadas, como la biología molecular, la genética del desarrollo o la paleontología. Actualmente se continúan elaborando hipótesis sobre los mecanismos del cambio evolutivo basándose en datos empíricos tomados de organismos vivos.
TEORÍAS DE OPARIN-HALDANE. (FÍSICO-QUÍMICAS) El primer conjunto de hipótesis verificables acerca del origen de la vida en la Tierra fue propuesto por el bioquímico ruso Alexandr I. Oparin (1894-1980) y por el inglés John B. S. Haldane (1892-1964), quienes trabajaban en forma independiente. Oparin expuso sus ideas sobre el origen de la vida en 1922 y las publicó en 1924, pero la obra fue traducida al inglés recién en 1938. Haldane Autor: Alexander I. Oparin desconocía el trabajo de Oparin y Contrapone: Luis Pasteur publicó ideas similares en 1929. En 1963, Haldane reconoció cortésmente la prioridad de Oparin en la formulación de la teoría. Este científico inglés, luego de publicar sus ideas acerca del origen de la vida, centró su atención en otras áreas de la ciencia. Oparin, en cambio, persistió en el desarrollo de la teoría. La idea de Oparin y Haldane se basaba en que la atmósfera primitiva era muy diferente de la actual; entre otras cosas, la energía abundaba en el joven planeta. Propusieron entonces que la aparición de la vida fue precedida por un largo período de lo que denominaron "evolución química". Oparin experimentó sus hipótesis utilizando un modelo al que llamó "coacervados". Los coacervados son sistemas coloidales constituidos por macromoléculas diversas que se habrían formado en ciertas condiciones en medio acuoso y habrían ido evolucionando hasta dar lugar a células con verdaderas membranas y otras características de los organismos vivos.
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EVOLUCIÓN PREBIÓTICA El bioquímico ruso Alexander Oparin propuso por primera vez al teoría de la evolución prebiótica. Según esta teoría, los elementos primordiales de la tierra eran inicialmente simples e inorgánicos, como el agua, metano, amoniaco y el hidrogeno; los cuales provenían de las numerosas erupciones volcánicas. La radiación ultravioleta solar, las descargas eléctricas de las constaten tormentas y, posiblemente, los impactos de meteoritos, aportaron una gran cantidad de energía que provoco que estas moléculas inorgánicas sencillas se asociaran en moléculas orgánicas simples, como los aminoácidos, los azucares y los ácidos grasos. Según Oparin, estas moléculas orgánicas simples se acumularon en los océanos o en las charcas aisladas, protegidas de la excesiva radiación ultravioleta, conformando así lo que se llamó el caldo primordial. Allí, interactuaron entre ellas para diversificarse y evolucionar en forma de proteínas, ácidos nucleicos y lípidos. A su vez, los ácidos nucleicos, las proteínas y los lípidos interactuaron para originar células vivas. La vida sería pues, el resultado de la evolución de la materia desde inorgánica, a orgánica simples; luego, a orgánica más compleja y, finalmente a un ser vivo, que sería el resultado más complejo de la materia. Para que esto fuera posible, la atmosfera debía ser reductora, es decir, carecer de oxigeno libre, ya que el oxígeno habría destruido las primeras moléculas orgánicas. Además, la temperatura en la Tierra debía descender lo suficiente para permitir la presencia de agua líquida.
ORIGEN DEL OXÍGENO EN LA TIERRA Para este caso, existe una sola teoría general aceptada–aunque todavía bajo discusión– entre los científicos, la cual plantea que el oxígeno molecular en la Tierra se originó a partir de la fotosíntesis de las cianobacterias ancestrales.9, 10 Antes de desarrollar esta teoría es importante repasar el origen del elemento oxígeno en la Tierra. Lazcano-Araujo1habla de la evolución química en la Tierra y plantea la fusión de los átomos de hidrógeno a elevadas temperaturas para formar nuevos átomos: inicialmente dos átomos de hidrógeno más dos neutrones dieron lugar a un átomo de helio, y luego el carbono se originó a partir de helio y berilio (formado por dos átomos de helio), y posteriormente el oxígeno se forma a partir de átomos de helio y carbono (Tabla 1). El átomo de oxígeno fue uno de los primeros en formarse en el proceso de evolución química, sin embargo la forma diatómica (molecular: O2) tardaría en aparecer porque la mayor parte del oxígeno se encontraba asociado a otros elementos (H, C, N, metales, etc.), y en este estado no era reactivo ni podía ser usado como aceptor final de electrones en las cadenas metabólicas. Para describir el modelo de las cianobacterias, es necesario situarse en un planeta Tierra que ya posee grandes cantidades de agua, donde habitan
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microorganismos heteró-trofos y fotosintéticos1 distribuidos en diferentes profundidades, y por lo tanto con diferentes características ecológicas. En este planeta primitivo ya existía una atmósfera de carácter fuertemente reductor (totalmente reductor), debido a la heterogeneidad de la mezcla gaseosa que la componía, 2 en la cual los procesos metabólicos eran simples, anaerobios y de baja eficiencia energética.1 Las cianobacterias son un grupo de microorganismos procariotas fotosintéticos, cercano a las algas (bajo algunas clasificaciones se encuentran clasificadas como algas verde–azules) por la presencia de pigmentos fotosintéticos clorofílicos que, mediante la acción de la luz, catalizan la siguiente reacción: luz nCO2 + nH2O ---> (HCHO)n + nO2 Esta reacción muestra el origen del oxígeno molecular a partir de la ruptura de las moléculas de agua, y de esta forma se fue aportando –durante millones de años– el O2 a la atmósfera, incrementando su concentración hasta cambiar su carácter de reductora a oxidante. REACTIVOS PRODUCTOS H + H + 2n0 He4 + energía He4 + He4 Be8 He4 + Be8 C12 + energía He4 + C12 O16 + energía
NUTRICIÓN DE LOS PRIMEROS ORGANISMOS Los primero organismos contrario de lo que se cree, eran heterótrofos se alimentaban de los materiales que se encontraban en el medio (caldo primitivo), que eran moléculas prebióticas originadas de la unión de elementos de la que nos hablaba Oparin en su teoría del origen de la vida, estos primeros organismos eran pseudo-virus muy primitivos que no tenía funciones complejas y no hacían nada más que recoger alimento del medio y reproducirse, debido a que la energía que podían lograr de las reacciones, que se llevaban a cabo con las moléculas prebióticas primitivas era escaza , solo les permitía seguir alimentándose y reproducirse, por eso los primero organismos tardaron miles de años en evolucionar, debido a estas pequeñas cantidades de energía poco útiles, pero después de un tiempo el alimento prebiótico empezó a escasear debido a que estos organismo evolucionaron, por medio de errores, para entender más esto debemos saber que es la teoría del replicante. Los primeros organismos se reprodujeron en grandes cantidades, pero cada una de estas reproducciones traía consigo un nuevo organismo que en muchas ocasiones no era igual al organismo original, debido a que en el paso de información de uno a otro se produjeron errores. La lava que se fue enfriando creo los primeros indicios de tierra primitiva, después de mucho tiempo estos organismos acabaron siendo millones y todos tenían reacciones en la que involucraban reactivos como los antes mencionados( Srta. María Belén Alvarado Mora
agua y dióxido de carbono), de estos compuestos utilizaban el carbono y el hidrogeno para obtener y energía y dejaban como sobrante oxígeno, en grandes cantidades , el sol realizaban la misma función, separaba(condensaba) el agua y dejaba libres átomos de H y O , el primero al ser muy liviano se fue a la ionosfera y se acumuló en esta capa con grandes cantidades de Helio y otros gases nobles, el segundo se acumuló con más oxigeno que ya se encontraba en la tierra debió a las reacciones y se mezcló formado partículas de O3(ozono) ,lo que formo la capa de ozono y origino la vida primitiva eucariota.
Primeros organismo que se alimentaron con H2S producto de la acumulación de este debido a las erupciones volcánicas.
Organismos comenzaron a poblar los espacios terrestres.
FOTOSÍNTESIS Y REPRODUCCIÓN PRIMIGENIA Fotosíntesis, proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biosfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay vida— procede de la fotosíntesis. Una ecuación generalizada y no equilibrada de la fotosíntesis en presencia de luz sería: CO2 + 2H2A → (CH2) + H2O + H2A
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