Origen de-la-vida

origen de la vida, primeras moléculas orgánicas, primeras células, formación del oxígeno, teoría de la endosimbiosis

1. El origen de la vida

2. Generación espontánea: Planteada desde Aristóteles. La vida se origina a partir de una combinación de los cuatro elementos básicos (aire, agua, fuego y tierra) o de cualquier sustancia inerte . Es decir a partir materiales como el lodo, del agua, el agua del mar, etc, se puede generar vida. Ideas y teorías Creacionismo: El origen de la vida es sobrenatural, uno o varios seres superiores son los creadores de la vida. No interviene ninguna reacción físico-química Biogénesis: Los seres vivos sólo pueden formarse a partir de otros seres vivos , bien sea por reproducción sexual o asexual.

3. 1ª observación : obtener gusanos de trozos de carne . Poner un trozo de carne en un recipiente abierto. Dejar el recipiente al aire libre. Mantener el recipiente a temperatura ambiente Observaciones que reforzaban la teoría de la generación espontánea Resultado: Al cabo de unos días aparecen gusanos sólos.

4. 2ª receta: obtener ratones . Poner ropa interior sudada junto con trigo en un recipiente con boca. Resultado: Al cabo de 21 días el olor cambia y penetra por las cáscaras del trigo. De esta manera el trigo se transformará en ratones. Observación directa Piojos, garrapatas, pulgas y gusanos nacen de las entrañas de los vertebrados, una herida mal curada puede desarrollar gusanos (miasis). Propuestas realizadas por Jan B. van Helmont (médico, 1667

5. Experimento de Redi: controversia generación espontánea-biogénesis Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el siglo XVII el siguiente experimento: Aparecen gusanos Frasco abierto Carne Carne Carne Frasco tapado con una gasa Frasco cerrado herméticamente No aparecen gusanos Aquí aparecen huevos de mosca Imágenes tomadas de origen de la vida

6. Mosca (adulto) Larva de la mosca (“gusano”) Conclusiones del experimento de Redi. Los gusanos sólo aparecen en la carne si entra en contacto con las moscas, que depositan en ella los huevos a partir de los cuales se desarrollan las larvas, que son los “gusanos”. Son varias las especies de moscas cuyas larvas pueden alimentarse de carne. Lucilia caesar Sarcophaga carnaria Calliphora vomitoria Musca domestica Con este sencillo experimento Redi demostró que la vida sólo puede surgir de vida preexistente. Imágenes tomadas de origen de la vida

7. El aire del recipiente tapado puede estar enrarecido y falsea los datos. Explicaría la aparición de seres macroscópicos pero no de las bacterias y otros microorganismos. Inconvenientes del experimento de Redi La teoría se prolongó hasta el siglo XIX, en el que Louis Pasteur realizó el experimento que refutó definitivamente la teoría de la generación espontánea. ¿Hasta cuándo duró la teoría de la generación espontánea?

8. 1864 El aire podía pasar a los recipientes, pero no así los microorganismos, que quedaban atrapados en el cuello. Si se corta el cuello el líquido se contamina con microorganismos. Microbios El experimento de Pasteur Imágenes tomadas de origen de la vida

9. Imágenes tomadas de origen de la vida

10. Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane John Burton S. Haldane (1892 - 1964) Aleksandr Ivanovich Oparin (1894 - 1980) Los dos científicos enunciaron esta teoría simultáneamente. Esta teoría se basa en las condiciones físico-químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. Imágenes tomadas de origen de la vida

11. En la Tierra, en principio: Atmósfera reductora : sin oxígeno libre, con metano, vapor de agua, dióxido de carbono, amoniaco y sulfuro de hidrógeno. En el agua se encuentran fosfatos disueltos. Altas temperaturas , provenientes de la actividad volcánica, las radiaciones solares y las descargas eléctricas producidas por las frecuentes tormentas. Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane

12. ¿Cómo se origina la vida según la teoría físico-química? Existencia de una “ sopa primitiva ” en el medio marino. Aparición de las primeras moléculas orgánicas . Las moléculas orgánicas con función catalizadora que permiten reacciones químicas que se repiten ( ciclos de reacciones químicas). Interacción de las reacciones químicas entre sí formando hiperciclos que son más estables que los ciclos pequeños. Los hiperciclos son la base del metabolismo celular actual. Se rodean de una envoltura probablemente de lípidos probablemente por aquellos que pueden formar micelas. Poco a poco se forman los primeros individuos: procariotas Posteriormente se forman los eucariotas .

13. Moléculas orgánicas Función catalizadora : permite reacciones cíclicas automantenidas Polímeros de fosfato autorreplicantes (semejantes al ARN) Sopa primitiva en medio marino y atmósfera reductora Ciclos de reacciones químicas Hiperciclos de reacciones químicas Replicaciones no exactas: equivalente a mutaciones Aumento de la diversidad molecular. El ADN es menos estable que el ARN en esas características físico-químicas de la Tierra ¿Cómo se forman las moléculas?

14. Miller Teoría del origen físico-químico de la vida: Experimento de Miller Miller 1953: demuestra la teoría de Oparín-Haldane En el laboratorio a partir de moléculas inorgánicas obtiene moléculas orgánicas Imágenes tomadas de origen de la vida

15. Pensamientos científicos: Unicamente los seres vivos pueden fabricar materia orgánica (aminoácidos, ácidos grasos…) Experimento de Miller Este experimento probaba que las condiciones existentes en el planeta hace unos 3500 millones de años fueron tales que pudieron formarse espontáneamente moléculas orgánicas.

16. Formación de micelas Albergar en su interior moléculas autorreplicantes : vesículas con moléculas capaces de dividirse. Son los coacervados : biomoléculas que se encuentran rodeadas por una membrana lipídica muy rudimentaria. Generación de hiperciclos = generación del metabolismo Primeras células procariotas El aislamiento en una membrana permite que unas reacciones se realicen y otras se dificulten. Moléculas orgánicas hidrófobas + Grupos fosfatos Vesículas que se dividen : por fisión Vesículas que se fusionan : por choques ¿Cómo se forman las primeras células?

17. ¿Cómo se alimentan las primeras células? Solución Nutrición heterótrofa: primera forma de alimentarse Ingestión directa de aminoácidos, azúcares, lípidos, etc. Descenso de nutrientes en el medio problema Fermentación : proceso por el que obtenían energía al degradar los nutrientes tomados del exterior. Esto es una nutrición heterótrofa anaerobia Fotosíntesis: uso de la cadena de electrones asociado al intercambio de H + , se generan nuevos nutrientes. Fotosíntesis no oxigénica : la energía solar excita electrones de H 2 S (ácido sulfhídrico) , el etanol y el propio H 2 y el producto de desecho era diferente al oxígeno, por ejemplo el azufre. Primera fotosíntesis Fotosíntesis oxigénica : la energía solar excita electrones de H 2 O y el producto de desecho es oxígeno. Segunda fotosíntesis La fotosíntesis permite al organismo independizarse el medio porque fabrica sus propias biomoléculas . Sólo necesita moléculas inorgánicas y luz solar.

18. Fotosíntesis oxigénica : la energía solar excita electrones de H 2 O y el producto de desecho es oxígeno . Aparición del oxígeno Cianobacterias: Aparecen hacen unos 2000 m.a. Obtienen H + del agua (fotolisis) mediante la fotosíntesis oxigénica . Liberan O 2 Cianobacterias Consecuencia Liberación de un producto altamente tóxico que provoca la muerte de muchos seres vivos Crisis ecológica. ¿qué pasa con el oxígeno producido? Reacciona con minerales y sales, especialmente el hierro . Existen grandes depósitos de hierro con una edad de 1800 – 2000 m.a. Aumento de la concentración de oxígeno en agua y atmósfera . El oxígeno que sobrante, el que no puede reaccionar con los minerales. Consecuencia Formación de la capa de ozono: filtra los rayos U.V. Esta radiación es mortal para los seres vivos actuales. Respiración aeróbica: Algunas cianobacterias desarrollan la capacidad de utilizar el oxígeno que producen como receptor de electrones. Se obtienen más energía que con la fermentación.

19. Teoría de la endosimbiosis Lynn Margulis : postulante de la teoría. Resumen: la célula ecuariota se originó por endosimbiosis , incorporación física de células procariotas en eucariotas. Estructuras de células eucariotas que provienen de las procariotas: Mitocondrias: provienen de bacterias primitivas Cloroplastos: provienen de antiguas cianobacterias Centriolos, cilios y flagelos: provienen de bacterias similares a las actuales espiroquetas. Pruebas: Mitocondrias y cloroplastos: tienen su propio material genético, su AND es circular y los ribosomas son muy parecidos a los de los procariotas. Mitocondrias y cloroplastos: realizan la síntesis de proteínas y la expresión génica Mitocondrias y cloroplastos: pueden ser destruidos por antibióticos como la mayoría de las bacterias pero no las actuales células eucariotas. Mitocondrias y cloroplastos: tienen doble membrana, una es la de la bacteria y la otra la de la vesícula que la englobó. Microtúbulos : se han encontrado en especies de espiroquetas.