Upload
lboliva2
View
724
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Conjunt de diapositives amb els principis sobre l'origen de la vida i l'evolució.
Citation preview
Origen de la vida i l’ésser humà
índex
1. L’origen i concepte de vida2. Evolució3. Extincions4. Origen de l’ésser humà
2
1. L’ORIGEN DE LA VIDA
3
En aquesta unitat intentarem respondre dues preguntes que han interessat la humanitat sempre:
1.- Quin és l’origen de la vida?2.- Per què la vida presenta tanta variabilitat?
Els principis no van ser fàcils:
TEORIES NO-CIENTÍFIQUES QUE INTENTEN RESPONDRE
MATÈRIA ORGÀNICA DESCOMPOSANT-SE
LARVES DE MOSQUES
RATOLINS
GENERACIÓ ESPONTÀNIA DE VIDA
1.- GENERACIÓ ESPONTÀNIA
2.- CREACIONISME
Aparició de la vida per obra creadora d’un esser suprem....
4
1rs EXPERIMENTS QUE VAN REFUTAR LA TEORIA DE LA GENERACIÓ ESPONTÀNEA
5
Francesco Redi (1668)
6
Louis Pasteur (1860)
L’ORIGEN DE LA VIDA
7
1. Què entenem per vida?
Tots els organismes del planeta tenen en comú que:
Existeix una organització interna. Capacitat de reproducció. Necessitat d’energia per realitzar les funcions vitals. Els elements majoritaris de la vida (98%) són: H, O (H2O) i C.
H2O => conegut com a dissolvent universal, és a on millor es donen totes les reaccions químiques en els éssers vius.
8
C => àtom que pot establir 4 enllaços i donar lloc a la gran varietat de molècules que conformen la vida => biomolècules
GLÚCIDSLÍPIDS
PROTEÏNESÀCIDS
NUCLEICS
9
Necessitat d’ energia Per poder realitzar les funcions vitals
Com s'obté? => depèn de l’organisme:
Organismes Autòtrofs fotosintètics
CO2
H2O
algues
bacteris
plantes
Energia solar
C6H12O6
Matèria
orgànica
O2+
Organismes Heteròtrofs
CO2 H2O energia+ +
alimentació
respiració
Algunes definicions de vida...• “ La vida és desequilibri ”. Christian de Duve• “ La vida és una regió on s’incrementa l’ordre, en cicles
moguts per fluxos d’energia ”. Carl Sagan
• “ Zona separada del medi, amb font d’energia, amb capacitat d’adaptació, evolució i reproducció ”. Robert Shapiro
• “ La vida és informació i ADN replicable “. Chris Mckay
• “ Objecte complex que conté informació i té capacitat de reproducció i evolució ”. Leslie Orgel
• “ És un miracle”. Francis Crick
10
L’origen...
11
La vida és en qualsevol cas un fenòmen molt complex amb necessitat de molts factors i condicions i determinats estats d’equilibri entre ells.
2. Origen dels “ingredients”
CARBONI (CO2) => desgasificació del planeta per la combustió => VULCANISME
H2O => provinent d’asteroides d’òrbites més llunyanes que la de la Terra.
CO2
H2O
12
3. Escenari en l’origen de la vida
Continents encara sense formar. Vulcanisme submarí molt intens => aigües molt càlides riques en minerals dissolts. Atmosfera sense oxigen ni ozó que protegís dels raigs UV.
Quin tipus de vida havia amb aquestes condicions?
BACTERIS QUIMIOSINTÉTICS
Bacteris que obtenien l’energia necessària a partir de reaccions d’oxidació de compostos minerals inorgànics emesos pels volcans submarins.
Dipòsits mineralsCarbonats de Fe
Dipòsits mineralsÒxids de Fe
(BIF)
BACTERIS QUIMIOSINTÉTICS
Com s’ha conegut això?
D’acord, sabem com eren els primers organismes, però encara no hem respost la pregunta clau:
13
Matèria inorgànica Matèria orgànica?
En realitat, ningú no ho sap encara...
Stanley Miller(1953)
Energia elèctrica
NH3 CH4
Recollida de mostres
Però hi ha hagut aproximacions:
H2O + calor
H2O vapor
EXPERIMENT DE MILLER
HIPÒTESIS MÉS ACCEPTADES
14
1. HIPÒTESI METABÒLICA
2. HIPÒTESI ARN (àcid ribonucleic)
Com hem pogut saber l’edat de la vida?
15
Isua (Grenlàndia)
S’han trobat sediments de fa 3800 Ma juntament amb bacteris fossilitzats
12C
Aquesta vida primitiva (bacteris) tenien la capacitat d’assimilar només un dels dos isòtops del C dels sediments: 12C 13C
Els sediments enriquits amb aquest isòtop => han albergat vida => si es calcula l’edat d’aquest sediments => es coneixerà l’edat de la vida => el 1999 es va fer aquest càlcul => 3800-4000 Ma
16
2. EVOLUCIÓAvantpassats dels éssers vius
actuals (fossilitzats)
ESPÈCIES ACTUALS 2M catalogades/30-50M
EVOLUCIÓ
4000 – 3800 Ma
Actualitat
Desconeixem el 90% dels éssers vius planeta
Pocs i molt primitius
?
Molts i molta diversitat
CONCEPTE D’ESPÈCIE
Una espècie es defineix com el conjunt d’organismes capaços de reproduir-se entre si amb descendència fèrtil.
TEORIES EVOLUTIVES
17
Jean Baptist Lamarck (1744-1829)
1. TEORIA DE L’HERENCIA DELS CARACTERS ADQUIRITS o LAMARCKISME
Lamarck va proposar que les espècies canviaven (EVOLUCIONAVEN) adquirint nous òrgans per fer front a la seva relació amb el medi ambient i transmetent aquests canvis a la seva descendència.
Charles Darwin (1809-1882)
2. TEORIA DE LA SELECCIÓ NATURAL o DARWINISME
Darwin va proposar la selecció per part de la natura dels individus més aptes. Aquests eren doncs els que trametien els seus gens a les generacions posteriors. Hi ha individus amb les diferents expressions d’un caràcter, i són les condicions ambientals les que determinaven qui és l’organisme supervivent i per tant el que transmet els seus gens a la descendència.
18
Exemple comparatiu: LAMARCKISMO - DARWINISMO
19
RITME EVOLUTIU: RADIACIÓ EVOLUTIVA
En general, la comunitat científica està d’acord en què per que una espècie evolucioni cap a una altra han de transcórrer de mitjana....
1.000.000 d’anys
La evolució va tenint lloc gradualment en forma de petites mutacions a nivell genètic.
LA DIVERSITAT D’ESPÈCIES depèn de...
... les condicions ambientals => diferents ecosistemes => major nombre de processos adaptatius i selectius => major nombre d’espècies diferents.
+ superfície continental unida => - ecosistemes diferents =>
- diversitat biològica
- superfície continental unida => + ecosistemes diferents =>
+ diversitat biològica
RADIACIÓ EVOLUTIVA
20
RITME EVOLUTIU: RADIACIÓ EVOLUTIVA
PANGEA 2 (225 Ma)
PANGEA 1 (560 Ma)
Actualitat
En quins moments hi ha hagut colls d’embut?
21
RITME EVOLUTIU: RADIACIÓ EVOLUTIVAExemple:
Les palmeres de Madagascar
Nº espècies palmeres
Milers km2
Àfrica 120 30.272Madagascar 170 587
Què és el primer que et crida l’atenció?
... Doncs, a més, de les 170 espècies, 165 són endèmiques, és a dir, només es troben a Madagascar... Com pot ser?
És a dir, es van crear després que Madagascar es separés del continent africà fa 165 Ma => prova de la radiació evolutiva
165 Ma
PROVES DE LA EVOLUCIÓ
22
Avantpassats dels éssers vius actuals (fossilitzats)
ESPÈCIES ACTUALS 2M catalogades/30-50M
EVOLUCIÓ
Com s’ha pogut produir tanta diversificació biològica?
4000 Ma
Actualitat
3 tipus de proves suporten les teories evolutives:
Proves biològiques Proves paleontològiques Proves moleculars
Desconeixem el 90% dels éssers vius planeta
Proves biològiques
23
1.- Disposició i estructura d’òrgans.Exemple: extremitats del rat-penat, balena, gat i ésser humà
Es pot deduir que es tracta de 4 adaptacions diferents d’un possible organisme comú.
2.- Presència d’òrgans vestigials: ancestres molt diferents als organismes actualsExemples: fèmur de la balena o coxis a l’ésser humà
3.- Mateix sistema de transmissió d’informació i tipus de reaccions químiques de tots els organismes vius => duplicació ADN
24
Exemple evolució en proves biològiques: EVOLUCIÓ DEL CAVALL
25
Proves paleontològiquesA partir dels fòssils => Classificats fins 300.000 fòssils diferents dels 2000 milions que alguns paleontòlegs han estimat => 1 fòssil trobat de cada 7000 espècies que es pensa existeixen => existència d’un gran arbre de vida amb un ancestre comú => la cèl·lula procariota:
Cèl·lula procariota (afragmabacteri)
Bacteri aeròbic espiroquetes2200 Ma
1500
Cèl·lula EUCARIOTA heteròtrofa
Simbiosis (mobilitat)
Simbiosis (respiració)mitocondri
Cilis i flagels
Animals
Fongs
600
470
cianobacterisSimbiosis (fotosíntesi)
Plantes
Cèl·lula EUCARIOTA autòtrofa
cloroplast
26
Proves molecularsEl grau de similitud que existeix entre el nombre de molècules iguals que formen éssers vius aparentment molt diferents és molt significatiu, veiem dos exemples:
30.000 gens
Quants gens d’aquests penses que té idèntics
l’ésser humà?20.700 gens
Tenim un grau de similitud del 99 % amb els ratolins
1.-
30.000-40.000 gens
27
2.-
28
3. EXTINCIONS Fenòmens contraris a la creació d’espècies
Cal destcar 5 grans EXTINCIONS MASSIVES
65% 70%
90% 75%
70%
La més massiva va tenir lloc fa 252 Ma => van desaparèixer el 90% de tots els individus que hi havia (50% de totes les espècies).
Dinosaures 65 Ma
29
EXTINCIONS: hipòtesis
Extinció 252 Ma (pèrdua 90 % de tota la vida del planeta)
VULCANISME molt intens
Increment Temperatura
Escalfament oceans
Reducció capacitat O2 per dissoldre’s
ANÒXIA
EXTINCIÓ MASSIVA
30
IMPACTE METEORIT MOLT GRAN
Capa cendre i sulfurs cobreix atmosfera
Disminució global Tª Falta irradiació solar
Pluja àcida
Desparició vegetals
(Disminueix O2)Extinció dinosaures herbívors
Extinció dinosaures carnívors
Extinció 65 Ma (pèrdua 70 % de tota la vida del planeta incloent’hi els dinosaures)
Tsunamis Terratrèmols
Incendis massius
Documental Discovery
31
Ubicació geogràfica crater
Fotografia actual crater Chicxulub
Imatge satèl·lit SOR (Radar d’obertura sintètica) que dona
l’alçada de cada píxel => mapes 3D
32
Animació extinció
33
EXTINCIONS: Qui va sobreviure?
1. Insectes menjadors de carronya.2. Petits mamífers menjadors de llavors, insectes i carronya.
Què va quedar al planeta?
1. Gran quantitat de matèria orgànica en descomposició.2. Restes vegetals i llavors.
Qui es va aprofitar?
Què va passar amb els dinosaures? Van desaparèixer totalment?
34
4. Origen ÈSSER HUMÀFa 8 milions d’anys, al mantell sota el continent africà...
Fractura en 2 zones i extensió de la placa africana
Àfrica Occidental => clima selvàtic => primats => adaptats a vida arborícola
Àfrica Oriental => clima sabana => evolució dels primats (4,4 Ma) => adaptació a la recol·lecció en espais oberts => postura bípeda => HOMÍNIDS
2 AMBIENTS CLIMÀTICS
35
evolució ÈSSER HUMÀ
36
evolució ÈSSER HUMÀ Vídeo sintètic
(4,4 Ma) 1r bípede
(2,3 Ma) 1r fabricar
eines(1,8 Ma) 1r
sortir África
(1,5 Ma) Millora les eines i
descobreix el foc
(200.000 a) Espècie millor adaptada, desbanca la resta i
s’expandeix
(1 Ma) Espècie precursora de l' homo sapiens
37
Àfrica Occidental
Àfrica Oriental