Liderazgo y Misión de servicio Liderazgo y Misión de servicio

Apéndice: … Evolución, Ciencia y Religión”Apéndice: … Evolución, Ciencia y Religión”

2ª parte: El inicio de la vida2ª parte: El inicio de la vida

Dr. Alejandro Fabre Bandini

2

Dios, Dios, si existes, si existes, ¡sálvame!¡sálvame!

Si crees en MiSi crees en Mi

¡Suéltate!¡Suéltate!

3

1ª parte: Lugares y condiciones

2ª parte: El inicio de la vida

3ª parte: Biología molecular y evolución

Fin de la primera parteFin de la primera parte… y aun no hemos hablado de:

¿cómo se supone que empieza la vida?

5

El inicio de la VidaEl inicio de la Vida

Segunda parte

… … primero aprendamos primero aprendamos algoalgo

ElEl filtro filtro explicatorioexplicatorio

de

William DembskiDr. MatemáticasFilosofía y

Teología

7

Necesidad(Leyes naturales)

Contingencia?

Complejidad?

Especificidad?

No

Si

No

No

Si

Si

Diseño

Inicio

Casualidad(Azar)

Casualidad(Azar)

8

Contingencia?

Complejidad?

Si

No Casualidad(Azar)

9

Contingencia?

Complejidad?

Si

Especificidad?

Si

No Casualidad(Azar)

10

Contingencia?

Complejidad?

Si

Especificidad?

Si

No Casualidad(Azar)

11

Contingencia?

Complejidad?

Si

Especificidad?

Si

No Casualidad(Azar)

Si

Diseño

12

Contingencia?

Complejidad?

Si

Especificidad?

Si

Si

Diseño

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1950

Necesidad

Casualidad

1850

Necesidad Necesidad

CasualidadCasualidadCasualidad

Diseño Diseño

Bioquímica Molecular

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… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡Vida! … ¡Vida! 1ª teoría (1920,1930 y 1938)

“primero se forman lo ‘coacervatos’ y luego interviene la Selección natural como complemento de interacciones casuales”

• Gases simples como amoniaco (NH3), metano (CH4), agua (H2O), dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno (H2), fueron arrastrados al océano primitivo, junto con compuestos metálicos extruidos del centro de la tierra y con la ayuda de la radiación ultravioleta produjeron compuestos de hidrocarburos ricos en energía. Que luego se combinaron y recombinaron para producir amino amino ácidosácidos, azúcares, fosfatos y otros “bloques de construcción” de moléculas complejas (proteínasproteínas).

Alexander OparinBiólogo y bioquímico ruso

Evolu

ción q

uímica

Evolu

ción q

uímica

18

… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡Vida! … ¡Vida!

2ª teoría revisada (1968) “Selección natural pre-biótica

como complemento de interacciones casuales”

• Ahora la selección natural es la que actúa (en base a que?), aleatoriamente sobre polímeros que forman y cambian con sus coacervato-protocélulas.

• Conforme moléculas más complejas y eficientes se acumulan, ellas sobrevivirán (‘siguen muertas!’) y se reproducirán más prolíficamente.

• … eventualmente, por casualidadcasualidad se ordenaron ellos (‘esos’) mismos en un sistema metabólico primitivo encerrados en algo tipo célula que Oparin llama “coacervatos-protocelulas”

• … por diferencia de sobrevivencia (‘siguen muertos!’) o por selección natural (?) como mecanismo de preservación esta entidades incrementaron su complejidad (???)¡La

‘¡La

‘selecci

ón natural

selección natural

’ ’

actúa s

obre no vivientes!

actúa s

obre no vivientes!

19

¿Sería posible?¿Sería posible?

Oparin presupone un mecanismo preexistente de auto-replicación … pero … la auto-replicación de todastodas las células que existen depende de proteínas y ácidos nucleicos en una secuencia altamente específicasecuencia altamente específica..

John Von Neumann• Matemático judeo-hungaro

Ha podido evidenciar que cualquier sistema capaz de auto-replicación necesita contener subsistemas de que funcionen de forma equivalente a sistemas de almacenamiento de información, replicación y procesamiento, como los encontrados en todas las células que existen

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… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡evidencia! … ¡evidencia!El experimento Miller-UreyEl experimento Miller-Urey

1953• Gases: amoniaco (NH3), metano

(CH4), agua (H2O),) e hidrógeno (H2), fueron colocados en una matraz, y como tienden a ser poco reactivos recibieron descargas eléctricas: analizando los químicos disueltos en el agua encontró varias clases de amino encontró varias clases de amino ácidosácidos (base de las proteínas).

• El experimento ha sido repetido en múltiples ocasiones, con varias modificaciones, obteniendo compuestos orgánicos diversos, incluso casi todos los 20 tipos de amino ácidos que se encuentran en los seres vivos. Sin embargo, aún no se han obtenido aún no se han obtenido proteínasproteínas

Dr. Stanley MillerQuímico - Universidad

Chicago

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… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡evidencia! … ¡evidencia!La síntesis de la AdeninaLa síntesis de la Adenina

1959• A partir del Cianuro de hidrógeno

(HCN) y amoniaco (NH3), reaccionando consigo mismo produjo varios compuestos incluyendo la adenina adenina (C5H5N5), que es uno de los 5 “bloques de construcción” o “bases” de los ácidos nucleicosácidos nucleicos (ADN y ARN).

• Con los años otros componentes de los ácidos nucleicos, al igual que el azúcar ribosa de ARN, han podido ser producidos en experimentos de simulación.

Dr. Joan Oró Catalán,

Bioquímico – Baylor College

NH3

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… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡los … ¡los problemas de la “evidencia”!problemas de la “evidencia”!

1988 “Más de 30 años de experimentación

sobre el origen de la vida en el campo de la química y de la evolución molecular han llevado a una mejor percepción de la inmensidad del problema del origen de la vida en la Tierra en lugar de a su solución. Al presente toda discusión sobre las principales teorías y experimentos en el campo ha llegado a a un punto muerto o a una confesión de un punto muerto o a una confesión de ignoranciaignorancia”

Dr. Klaus Dose Evolucionista Alemán

Bioquímico Instituto Max Planck

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… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡evidencia! … ¡evidencia!ARN y capacidad enzimáticaARN y capacidad enzimática

1980’s• Demuestra que el ARN tiene

ciertas capacidades (modestas) auto-catalíticas, es decir, puede “producir” su propia replicación

• Zaz! Se propone entonces que el ARNARN y no las proteínas iniciaron a la tierra en el camino de la vida!

Dr. Thomas Cech Premio Nóbel Química

1989 Berkeley y MIT

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… … no vida, … no vida, … no vida,no vida, … no vida, … no vida, … ¡evidencia! … ¡evidencia!ARN y capacidad enzimáticaARN y capacidad enzimática

Ahh …¿y cómo se formo

el ARN?

Ups…

ARN- la pesadilla de la química pre-bióticaARN- la pesadilla de la química pre-biótica

Los científicos del origen de la vida:• 1er grupo, usualmente no biólogos moleculares: RNA y los químicos exageran

•2° grupo; “… debió haber sido algo cercano a un milagro”

Gerard JoyceBiólogo

molecular

Leslie OrgelQuímico

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¿Qué tan probable sería?¿Qué tan probable sería? Las proteínasproteínas

• La palabra griega πρώτα ("prota"), significa "lo primero" • Son cadenas formadas por entre 300 y algunos miles de

residuos de amino ácidos1. En las proteínas los amino ácidos deben formar enlaces químicos

conocidos como enlace peptídico (Covalente)

• El enlace peptídico es más corto que el no peptídico (sencillo), lo que impide un giro libre del enlace y por lo tanto la proteína adopta una forma tridimensional única

• La probabilidad de un enlace peptídico a uno no-peptídico es aproximadamente igual = ½

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¿Qué tan probable sería?: ¿Qué tan probable sería?: proteínasproteínas• La probabilidad de obtener cuatro enlaces peptídico es = ½ x ½ x ½

x ½ o (½)4

• La probabilidad de construir una cadena de 100 amino ácidos con enlaces de tipo peptídico es (½)99 o una casualidad de 1 cada 1030

intentos (1/1030) p= 0.000,000,000,000,000,000,000,000,000,0012. Además en la naturaleza cada amino ácido tiene una imagen

especular (reflejo espejo) de sí mismo; una versión “izquierda” o forma ‘L’ y una versión “derecha” o forma ‘D’ llamadas isómeros isómeros ópticosópticos

• Las proteínas que funcionan, usan solamente amino ácidos de forma ‘L’

• La probabilidad de que ocurra en la naturaleza un amino ácido ‘L’ o uno ‘D’ es aproximadamente igual = ½

• La probabilidad de obtener al azar cadena de 100 amino ácidos todos de forma ‘L’ es (½)100 o una casualidad de 1 cada 1030

intentos (1/1030)• Que además todos seán con enlace

peptídico: 1 cada 1060 intentos (1/1060)

27

¿Qué tan probable sería?: ¿Qué tan probable sería?: proteínasproteínas

3. Finalmente, las proteínas funcionales tienen un tercer requerimiento adicional que es el más importante, tienen una secuencia específicasecuencia específica de amino ácidos.

En algunos caso, el cambio en un solo amino ácido en un sitio dado puede resultar en la pérdida de la función de la proteína.

• Existen 20 amino ácidos biológicos, por lo que la probabilidad de tener un amino ácido específico en una posición específica es 1/20

• La probabilidad de obtener al azar una proteína en particular de unos 100 amino ácidos de largo es (1/20)100 o de 1 cada 10130

intentos (1/10130)*

* Algunas proteínas pueden soportar más de un diferente amino ácido en ciertas posiciones

Dr. Robert SauerBioquímico- MIT

• Considerando factores de tolerancia la probabilidad de obtener proteínas conocidas por azar es de p= 1/1065

• Si se considera los 3 factores en forma conjunta para proteínas ≈ 100, p= 1/10125

• Para proteínas de tamaño 150, p= 1/10180

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Probabilidad y cienciaProbabilidad y cienciaLa ciencia en su parte “dura” está basada en la probabilidad estadística de un suceso asociado a una hipótesis:

H0: la hipótesisH0: la hipótesis NulaNula

(Casualidad o Azar)

Si la probabilidad de un fenómeno es 5/102, p< 0.05¡Se rechaza la hipótesis nula!¡Se rechaza la hipótesis nula!

HA: la hipótesis HA: la hipótesis AlternaAlterna(CausaCausa)

“Probabilidad absurda”:

“Recursos probabilísticos” del universo entero 1010150150

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El organismo vivo más simple posibleEl organismo vivo más simple posible

Trabajo teórico y experimental en el campo de la genética en la llamada “mínima complejidad” sugiere un límite inferior de entre 250 y 400 genes y sus proteínas correspondientes.

El espacio aleatorio de un sistema de secuencia de nucleótidos para este caso excede de:

Dra. Carol Bult

Dr. Arcady Mushegian

(Genoma mínimo)4 x 1030,000

30

… … por cierto: la por cierto: la AdeninaAdenina

Los compuestos de cianuro empleados por Oró son altamente tóxico para la vida*

La síntesis de la AdeninaAdenina ( vía AMP) en los organismos vivos (biosíntesis) no emplea ninguno de tales compuestos

Requiere de un proceso de 13 etapas e involucra además la participación de 12 enzimas (catalizadores)

* Además del proceso de Joan Oró existen al menos otras 7 formas de preparar Adenina completamente diferente del utilizado en las células ya que esas condiciones extremadamente ácidas provocarían la rápida muerte de cualquier organismo vivo

31

Biosíntesis realBiosíntesis real

32

… … por cierto: la por cierto: la AdeninaAdenina

Teoría evolucionista: A→B→C→D D→C→B→A

Dr. Norman H. Horowitz 1945•Universidad Pittsburgh

“Dado que la selección natural no puede preservar caracteres no funcionales, la implicación más obvia de los hechos es que la evolución paso a paso de la biosíntesis por selección natural, de una mutación de un simple gene a la vez, es imposiblees imposible …”

La falta de cualquiera de esos compuestos intermedios o de alguna de las enzimas imposibilita su formaciónAlgunos de los compuestos intermedios son inestables y tiene una vida media muy breve.

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… … el tiempo pasa: el tiempo pasa: Stanley Miller, todos sus años despuésStanley Miller, todos sus años después

42 años después* (en realidad 53 años, muere en 2007) dice:• “…“…El problema del origen de la vida se ha manifestado como algo El problema del origen de la vida se ha manifestado como algo mucho más difícil de mucho más difícil de

resolverresolver de lo que otros muchos científicos y yo habíamos pensado en un principio…” de lo que otros muchos científicos y yo habíamos pensado en un principio…” • “hoy sabemos que la atmósfera de hace casi 4,000 millones de años no contenía tanto

metano y amoniaco, y tampoco debió de ser tan favorable para la síntesis de compuestos orgánicos … No tenemos ninguna evidencia de cómo pudo ser. No hemos podido reproducirla todavía …”

• “también sabemos que no hubo miles de millones de años para el inicio de la vida … la vida aparece en una ventana de unos 300 millones, entre el 3,800 y 3,500 millones de años … antes la Tierra fue bombardeada por asteroides y sufrió una terrible actividad volcánica, lo que debió de destruir todo tipo de vida que hubiera hasta ese momento …”

• “… La vida surgió naturalmenteLa vida surgió naturalmente, sin la presencia de nada ni nadie, sin la presencia de nada ni nadie …”

• “… Yo no trato de combatir la idea del Dios creador … Yo no veo en absoluto ningún conflicto entre la creencia en Dios y la creencia en la evolución o en el origen de la vida de naturaleza química”

Química y b

ioquímica

Química y b

ioquímica

Vida…

Vida… humm…humm…

* Entrevista 1 enero 1996, http://www.muyinteresante.es/stanley-miller

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Tan improbable: Tan improbable: panspermia y …panspermia y …

William Thomson (Lord Kelvin) • Físico y matemático Inglés

Hermann von Helmholtz• Fisiólogo y físico alemán

18791879, Argumentan que las “semillas’ de la vida fueron regadas de estrella en estrella

Anaxágoras450 A.C. Atenas450 A.C. Atenas, propone la idea de que la vida en la Tierra vino del espacio, la Luna era una piedra de la Tierra que reflejaba la luz y el Sol una masa de hierro al rojo vivo.Svante. A. Arrhenius

• Físico y Químico Sueco (Premio Nóbel química 1903)

19081908, propone su teoría de la “panspermia”: ‘la vida en la Tierra se originó gracias a la contribución cósmica de seres vivientes (microorganismos) provenientes de algún punto del Universo’

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Tan improbable: Tan improbable: panspermia y …panspermia y …

Sir Francis Crick (Premio Nóbel 1962) y Leslie Orgel 19731973,19811981 proponen que la vida en la Tierra empezó cuando unos Alienígenas de otro planeta enviaron una nave espacial conteniendo esporas para sembrar la Tierra (“Directed Panspermia”)

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Tan improbable: Tan improbable: panspermia y …panspermia y …

Sir Fred Joyle y Nalin Chandra Wickramasinghe• Matemáticas y Astronomía, Cardiff University

1974 y 19781974 y 1978, proponen que el polvo cósmico en el medio interestelar y en los cometas es parcialmente orgánico, y que la vida en la Tierra fue “sembrada” desde el espacio y no por abiogenesis (Nace la Astrobiología)

El 24 de mayo de 2003 la revista médica Lancet publicó una carta de Wickramasinghe* en la que sugieren que el SARSSARS puede ser extraterrestre!

*firmada también por Milton Wainwright y Javant Narlikar

Fin de la segunda parteFin de la segunda parte… y aun no hemos hablado de:

¿Qué puede explicar realmente la evolución?