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EVOLUCIÓN PREBIÓTICA
EL SURGIMIENTO DE LA VIDA
PREGUNTAS:PREGUNTAS:
•SURGE LA VIDA A PARTIR DE SURGE LA VIDA A PARTIR DE LAS PRIMERAS CÉLULAS, O YA LAS PRIMERAS CÉLULAS, O YA ESTABA PRESENTE EN LA ESTABA PRESENTE EN LA EVOLUCIÓN QUÍMICA?EVOLUCIÓN QUÍMICA?
•ES LA CONSCIENCIA UN ES LA CONSCIENCIA UN RESULTADO DE LA RESULTADO DE LA EVOLUCIÓN DEL CEREBRO?EVOLUCIÓN DEL CEREBRO?
ALGUNAS HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DE VIDA EN LA TIERRA
Transportada a la tierra desde algún sitio de
la galaxia (paspermia)
Las moléculas orgánicas de la sopa
primitiva llegaron en los meteoritos y
cometas que impactaron la tierra
Las moléculas de la vida se formaron en la
tierra (sopa primitiva, charcas o superficies
minerales)
ETAPAS PARA EL DESARROLLO DE LA VIDA
1. Formación del planeta con atmósfera de gases que contenía la
materia prima de las moléculas más sencilla
2. Síntesis de monómeros biológicos (AA, azúcares y base
nitrogenadas)
3. Polimerización de los monómeros
4. Replicación a partir de la autoorganización de los polímeros y
segregación de gotitas de la sopa, para generar los protobiontes
BIOQUÍMICAMENTE, LOS SISTEMAS VIVOS SE BIOQUÍMICAMENTE, LOS SISTEMAS VIVOS SE DIFERENCIAN DEL ENTORNO FISICOQUÍMICO DIFERENCIAN DEL ENTORNO FISICOQUÍMICO
POR, ENTRE OTRAS, LAS SIGUIENTES POR, ENTRE OTRAS, LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:CARACTERÍSTICAS:
apacidad de reproducción. Evidencias apacidad de reproducción. Evidencias
recientes muestran que el ARN pudo recientes muestran que el ARN pudo
ser la primera macromolécula de la ser la primera macromolécula de la
herencia (mundo del ARN, Walter herencia (mundo del ARN, Walter
Gilbert-1980, premio nobel)Gilbert-1980, premio nobel)
apacidad metabólica, con catalizadores apacidad metabólica, con catalizadores
(Miller)(Miller)
resencia de membrana (esferas resencia de membrana (esferas
proteinoides, Sidney W. Fox:50-60proteinoides, Sidney W. Fox:50-60))
DIFICULTADES DE LA TEORÍA DE LA SOPA PRIMITIVA
a baja concentración de moléculas a baja concentración de moléculas
precursoras no favorece la polimerizaciónprecursoras no favorece la polimerización
l H2O favorece la despolimerización y no la l H2O favorece la despolimerización y no la
síntesis de macromoléculas de la vidasíntesis de macromoléculas de la vida
EL AGUA FAVORECE LA HIDRÓLISIS Y CONTRARRESTA LA POLIMERIZACIÓN
ORIGEN DE LAS PRIMERAS CÉLULAS EN EL MAR
a vida en la tierra comenzó rápidamente, luego del a vida en la tierra comenzó rápidamente, luego del
enfriamiento de la corteza. Posiblemente las primeras enfriamiento de la corteza. Posiblemente las primeras
células aparecieron hace 3.800 millones de años células aparecieron hace 3.800 millones de años
(registro fósil). Las arqueobacterias actuales son las (registro fósil). Las arqueobacterias actuales son las
más parecidas a las formas primitivas (extremófilas más parecidas a las formas primitivas (extremófilas
de las fosas marinas). Posiblemente aparecieron en de las fosas marinas). Posiblemente aparecieron en
lugares poco profundos o charcas con alta lugares poco profundos o charcas con alta
concentración de moléculas. concentración de moléculas.
a vida pudo aparecer mucho antes de las células, en el a vida pudo aparecer mucho antes de las células, en el
reino mineral.reino mineral.
Composición Universo
Composición corteza terrestre
Composición agua de mar
Composición cuerpo humano
Porcentaje del total de Átomos
X : Elementos esenciales para la vida
H 91
He 9,1
O 0,057
N 0,042
C 0,021
Si 0,003
Ne 0,003
Mg 0,002
Fe 0,002
S 0,001
otros < 0,001
O 47
Si 28
Al 7,9
Fe 4,5
Ca 3,5
Na 2,5
K 2,5
Mg 2,2
Ti 0,46
H 0,22
C 0,19
otros < 0,010
H 66
O 33
Cl 0,33
Na 0,28
Mg 0,033
S 0,017
Ca 0,006
K 0,006
C 0,0014
Br 0,0005
otros < 0,001
H 63
O 25,5
C 9,5
N 1,4
Ca 0,31
P 0,22
Cl 0,03
K 0,06
S 0,05
Na 0,03
Mg 0,01
otros < 0,01
ELEMENTOS ESENCIALES PARA LA VIDA
ÁRBOL FILOGENÉTICO UNIVERSAL (TRES DOMINIOS)ÁRBOL FILOGENÉTICO UNIVERSAL (TRES DOMINIOS)LOS ORGANISMO MODERNOS DESCENDIERON DE UN ÚLTIMO LOS ORGANISMO MODERNOS DESCENDIERON DE UN ÚLTIMO
ANCESTRO COMÚNANCESTRO COMÚN
Carl Woese y Gary OlsenCarl Woese y Gary OlsenHace 2.300 millones de años
DESPUÉS DE OPARÍN (1924) Y HALDANE (1929), DESPUÉS DE OPARÍN (1924) Y HALDANE (1929), VINIERON LOS TRABAJOS DE S. MILLER Y H.C. UREY VINIERON LOS TRABAJOS DE S. MILLER Y H.C. UREY
(1952)(1952)
Miller
Trabajos de Miller-UreyTrabajos de Miller-Urey
Experimentos posteriores Experimentos posteriores refinados usaron refinados usaron COCO22, CO, N, CO, N22 y H y H22
ONDAS QUÍMICAS: ONDAS QUÍMICAS: REACCIÓN DE BELOUSOV-REACCIÓN DE BELOUSOV-
ZHAVOTINSKYZHAVOTINSKY
B.P.BelousovB.P.Belousovinicio años 50inicio años 50
LA VIDA AVANZANDO EN CICLOS AUTOREFERENTES DE MAYOR
COMPLEJIDAD
Algunos científicos sugieren que en este nexo caótico Algunos científicos sugieren que en este nexo caótico las estructuras químicas autocatalíticas como la las estructuras químicas autocatalíticas como la reacción de B-Z constituyeron una forma de reacción de B-Z constituyeron una forma de protovida y que en la tierra primitiva florecieron protovida y que en la tierra primitiva florecieron muchas variaciones de este tipo de reacción. muchas variaciones de este tipo de reacción. Reaccionando ante este ámbito alejado del Reaccionando ante este ámbito alejado del equilibrio, los descendientes de estas primeras equilibrio, los descendientes de estas primeras estructuras autocatalíticas, autorreferenciales y estructuras autocatalíticas, autorreferenciales y autosimilares se eslabonaron para formar una autosimilares se eslabonaron para formar una estructura más vasta de rizos de realimentación estructura más vasta de rizos de realimentación llamada hiperciclo. El ARN era un hiperciclo”llamada hiperciclo. El ARN era un hiperciclo”
En Briggs J, Peat DF. Espejo y Reflejo: del caos al orden. 2° Ed. En Briggs J, Peat DF. Espejo y Reflejo: del caos al orden. 2° Ed. Editorial Gedisa, Barcelona. 1994Editorial Gedisa, Barcelona. 1994