Abiogenesis, el origen de la Vida

Sucinta descripción del origen de la vida a nivel bachillerato para el plan 2014 del CB DF. Por lo mismo con muy poco tiempo disponible.
Versión Preliminar actualizada.

1. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
El Origen de la Vida El Origen de la Vida
(Abiogénesis)(Abiogénesis)
M en C Rafael Govea Villaseñor M en C Rafael Govea Villaseñor
CINVESTAV-IPNCINVESTAV-IPN
UAM-IUAM-I
Versión 1.0 18-02-2017Versión 1.0 18-02-2017

2. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿La Teoría de la Evolución...¿La Teoría de la Evolución...
explica el origen de la Vida?explica el origen de la Vida?
NoNo
Rice, JW Rice, JW et alet 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 lifeorigin of life Evo Edu OutreachEvo 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.

3. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿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 vivopropositivo de lo vivo
Así que nada tiene sentido en biología sino Así que nada tiene sentido en biología sino
se pone en el contexto del proceso se pone en el contexto del proceso
evolutivo que le dio origen.evolutivo que le dio origen.

4. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Quién estudia el Origen la Vida?¿Quién estudia el Origen la Vida?
No, por supuesto, la Teoría de la No, por supuesto, la Teoría de la
EvoluciónEvolución
Sino la AbiogénesisSino la Abiogénesis

5. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿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 Vida, aunque hemos avanzado
mucho.mucho.
Ahora sabemos que muchas teorías Ahora sabemos que muchas teorías
abiogenésicas planteadas a lo largo de la historia abiogenésicas planteadas a lo largo de la historia
son erróneas o son callejones sin salida yson erróneas o son callejones sin salida y
también tenemos pistas valiosas en estudio. también tenemos pistas valiosas en estudio.

6. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Teorías CreacionistasTeorías Creacionistas
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 cosasexplicación sobre el origen de las cosas
Estas teorías no son científicasEstas 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. demostrables. Aunque si lo son la mayoría de sus Aunque si lo son la mayoría de sus
enunciados concretos y particulares.enunciados concretos y particulares.

7. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Teoría de la Generación EspontáneaTeoría de la Generación Espontánea
Esta teoría explica el origen de los seres vivos como Esta teoría explica el origen de los seres vivos como
resultado de un súbito surgimiento de los seres vivos resultado de un súbito surgimiento de los seres vivos
por acción de ciertas fuerzas sobre la materia inerte.por acción de ciertas fuerzas sobre la materia inerte.
La enunciación de variantes de ésta teoría se La enunciación de variantes de ésta teoría se
pueden rastrear desde los filósofos griegospueden rastrear desde los filósofos griegos
Esta teoría es científica pues sus postulados son Esta teoría es científica pues sus postulados son
falsables (susceptibles de ser demostrados como falsables (susceptibles de ser demostrados como
falsos).falsos).

8. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
La Controversia de la Generación La Controversia de la Generación
Espontánea como proceso acumulativoEspontánea como proceso acumulativo
Pasteur, Siglo 19Pasteur, Siglo 19Pasteur, Siglo 19Pasteur, Siglo 19 BacteriasBacteriasBacteriasBacterias
Refutó el origen espontáneo de
Spallanzani, Siglo 18Spallanzani, Siglo 18Spallanzani, Siglo 18Spallanzani, Siglo 18 CiliadosCiliadosCiliadosCiliados
Refutó
Redi, Siglo 17Redi, Siglo 17Redi, Siglo 17Redi, Siglo 17 Larvas de moscaLarvas de moscaLarvas de moscaLarvas de mosca
Refutó
Leewenhoek, Siglo 17Leewenhoek, Siglo 17Leewenhoek, Siglo 17Leewenhoek, Siglo 17 Hormigas, picudos y almejasHormigas, picudos y almejasHormigas, picudos y almejasHormigas, picudos y almejas
Refutó

9. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Teoría de la PanspermiaTeoría de la Panspermia
Esta teoría explica el origen de los seres vivos de la Esta teoría explica el origen de los seres vivos de la
Tierra asumiendo que organismos pre-existentes Tierra asumiendo que organismos pre-existentes
llegaron a nuestro planeta de otro lugar del espacio.llegaron a nuestro planeta de otro lugar del espacio.
Las primeras variantes de ésta teoría asumían que la Las primeras variantes de ésta teoría asumían que la
Vida es eterna y sólo se trasladaba de lugar. Hoy es Vida es eterna y sólo se trasladaba de lugar. Hoy es
insostenible el carácter eterno de lo vivo.insostenible el carácter eterno de lo vivo.
Esta teoría es científica pues sus postulados pueden Esta teoría es científica pues sus postulados pueden
ponerse a prueba, pero aún cuando sea verificada; ponerse a prueba, pero aún cuando sea verificada;
esta teoría no resuelve el problema del origen sólo esta teoría no resuelve el problema del origen sólo
lo traslada de lugarlo traslada de lugar..

10. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Fue Svante Arrhenius quién postuló la ¿Fue Svante Arrhenius quién postuló la
teoría de la Panspermia?teoría de la Panspermia?
Vik, Suecia; 1859-1927
No fue el primero, pero tuvo enorme No fue el primero, pero tuvo enorme
éxito de difusión de su idea: éxito de difusión de su idea: la presión la presión
de radiación de la luz solar podría llevar de radiación de la luz solar podría llevar
esporas de un lado a otro del Universo. esporas de un lado a otro del Universo.
Arrhenius tuvo enormes éxitos: Le dieron
el Nobel de química (1903) por su
teoría de la disolución electrolítica y
previó el Calentamiento Global por
aumento del CO
2
atmosférico al
quemar gasolina y gas.

11. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Teoría Oparin-Haldane (Síntesis Abiótica)Teoría Oparin-Haldane (Síntesis Abiótica)
Uglic, Rusia
1894-1980
Oxford,
Inglaterra;
1892-1964
Proponen independientemente la
Síntesis AbióticaSíntesis Abiótica de compuestos
orgánicos en la Tierra primitiva
seguida de su progresiva
transformación.
Oparin sugiere las fases Evolución
química --> Evolución prebiológica
Todas las propuestas de investigación actuales
siguen la Teoría Oparin-Haldane así enunciada,
pero no sus ideas detalladas.

12. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Qué planteaban ¿Qué planteaban
Oparin & Haldane?Oparin & Haldane?
En algún momento de la historia de En algún momento de la historia de
la Tierra hubo condiciones la Tierra hubo condiciones
adecuadas para la síntesis abiótica adecuadas para la síntesis abiótica
de compuestos químicos orgánicos de compuestos químicos orgánicos
formando un océano diluido formando un océano diluido
llamado = “Sopa primigenia” llamado = “Sopa primigenia”
donde ocurrió la evolución química.

13. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Hay pruebas de la Síntesis Abiótica?¿Hay pruebas de la Síntesis Abiótica?
Si, pero no es este el lugar para detallarlas.Si, pero no es este el lugar para detallarlas.
La Síntesis Abiótica requiere una larga serie de La Síntesis Abiótica requiere una larga serie de
eventos. La evidencia de su ocurrencia es aún eventos. La evidencia de su ocurrencia es aún
fragmentaria, pero se acumulan con el paso del fragmentaria, pero se acumulan con el paso del
Tiempo.Tiempo.
Sólo citaremos la primera prueba fuerte fue la Sólo citaremos la primera prueba fuerte fue la
síntesis de aminoácidos en un experimento pionero síntesis de aminoácidos en un experimento pionero
de simulación de la Tierra primitiva realizado por de simulación de la Tierra primitiva realizado por
Stanley Miller en 1953.Stanley Miller en 1953.

14. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Experimento de Miller & UreyExperimento de Miller & Urey

15. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Stanley L. Miller detonó el estudio experimental Stanley L. Miller detonó el estudio experimental
de la abiogénesisde la abiogénesis
Oakland, USA ; 1930-2007
Miller, SL and HC Urey (1959) Miller, SL and HC Urey (1959) Organic compouds synthesis on the primitive EarthOrganic compouds synthesis on the primitive Earth Science Science 130(3370):245-51130(3370):245-51
Obtuvo entre
otros compuestos
diversos los
aminoácidos
Glicina,
Alanina, ácido
Α-amino-butírico,
ácido Aspártico y
Glutámico

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VillaseñorVillaseñor
El origen de la Vida según OparinEl origen de la Vida según Oparin

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El origen de la Vida según Oparin 2El origen de la Vida según Oparin 2

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El origen de la Vida según Oparin 3El origen de la Vida según Oparin 3

19. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Origen de la Vida, modelo general Origen de la Vida, modelo general
HCNHCNHCNHCN
Deamer, D W, 1997Deamer, D W, 1997
Síntesis de PMO:Síntesis de PMO:
Elementos Biogenésicos:Elementos Biogenésicos:C, H, O, N, P, SC, H, O, N, P, S
HCHOHCHOHCHOHCHO
Moléculas reactivasMoléculas reactivas
Solución diluida de MonómerosSolución diluida de Monómeros
Aporte MeteóricoAporte Meteórico
Mecanismos deMecanismos de
concentración:concentración:Adsorción sobreAdsorción sobre
mineralesminerales
AutoensambleAutoensamble secadosecado
Películas adsorbidasPelículas adsorbidas VesículasVesículas Películas sobre superficiesPelículas sobre superficies
AgregadosAgregados
molecularesmoleculares
Polimerización:Polimerización:
Agentes condensantesAgentes condensantes
EnergíaEnergía EnergíaEnergía
MonómerosMonómeros
Encapsulación:Encapsulación:
PolímerosPolímeros

20. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
La Tierra durante el Eón Hadeano 4.5-3.6 x 10La Tierra durante el Eón Hadeano 4.5-3.6 x 10
99
años años
NN
22
, CO, CO
22
La atmósfera original se perdió por un intenso bombardeo de La atmósfera original se perdió por un intenso bombardeo de
Meteoritos hace 3.8 Ga. Meteoritos hace 3.8 Ga. La 2La 2
aa
atmósfera fue menos reductora al atmósfera fue menos reductora al
estar formada por Nestar formada por N
22
y CO y CO
22
. . La síntesis abiótica así es más difícil. La síntesis abiótica así es más difícil.
La sopa primigenia en caso de haberse formado sería un caldo muy La sopa primigenia en caso de haberse formado sería un caldo muy
diluido, que termodinámicante favorece la hidrólisis y no la diluido, que termodinámicante favorece la hidrólisis y no la
polimerización. polimerización. Así que la hipótesis de la sopa primigenia ha sido Así que la hipótesis de la sopa primigenia ha sido
descartada.descartada.

21. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Aún no sabemos cómo se formó el EubionteAún 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 viewHabitability on Mars from a microbial point of view AstrbiolAstrbiol 13(9) 13(9)
Pero, con reactivos
plausibles como prebióticos
siguiendo la termodinámica
y la selección de mayor
estabilidad cinética

22. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Otra opción para formar el EubionteOtra 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
Westall, F et al 2013 Westall, F et al 2013 Habitability on Mars from a microbial point of viewHabitability on Mars from a microbial point of view AstrbiolAstrbiol 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.

23. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Podemos conocerlo Todo?¿Podemos conocerlo Todo?
No, hay cuestiones históricas que podrían No, hay cuestiones históricas que podrían
nunca ser conocidas, si el registro de nunca ser conocidas, si el registro de
esos eventos se perdió.esos eventos se perdió.
Por ello, probablemente, no sabremos Por ello, probablemente, no sabremos
paso a paso cómo surgió la Vida en la paso a paso cómo surgió la Vida en la
Tierra, si en cambió, Tierra, si en cambió, podremos conocer podremos conocer
los procesos naturales de la abiogénesis y los procesos naturales de la abiogénesis y
reproducirlos.reproducirlos.

24. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Cuándo surgió la ¿Cuándo surgió la
Vida en la Tierra?Vida en la Tierra?
Hay evidencias Hay evidencias
controversiales de controversiales de
existencia de Vida de existencia de Vida de
hace 3.8 Ga.hace 3.8 Ga.
Pero hay Pero hay
microfósiles microfósiles
incontrovertibles incontrovertibles
de hace 3.4 Ga. de hace 3.4 Ga.