el origen de la vida

EL ORIGEN DE LA VIDA

La aparición de la vida, y, por ello, de la célula, probablemente se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas, produciéndose más adelante la interacción de estas biomoléculas generando entes de mayor complejidad.

EXPERIMENTO DE MILLER Y UREY

Esquema del sistema ideado por Miller-Urey en el que se demuestra que se pueden sintetizar moléculas orgánicas complejas a partir de otras más simples, cuando estas últimas se someten a condiciones supuestamente similares a las de la Tierra primigenia.

HISTORIA Y TEORIA CELULARel primer acercamiento a su morfología se inicia

con del microscopios rudimentarios de lentes compuestas en el siglo XVII

En 1665, Robert Hooke propuso el nombre de “célula” a los compartimientos observados con el microscopio en un trozo de corcho Robert Hooke acuñó el término «célula»

.

TEORIA CELULAR

Theodor Schwann, en 1839, postuló el primer principio de la teoría celular

postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes.

todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes a

información genética en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en generación.

ESTRUCTURA Y EVOLUCION CELULAR

LA CELULA

Definición Podemos definir a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo

CELULA

El concepto de célula como unidad anatómica y funcional de los organismos surgió entre los años 1830 y 1880

Fue en el siglo XVII cuando Robert Hooke describió por vez primera la existencia de las mismas

Es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo

Es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo

CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES

Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura una bicapa lipídica desnuda en células animales una pared de polisacárido, en hongos y vegetales una membrana externa y otros elementos que

definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas

una pared de peptidoglicano en bacterias Gram positivas

Contienen un medio interno acuoso, el citosol que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares.

Poseen material genético en forma de ADN el material hereditario de los genes y , así como ARN, a fin de que el primero se exprese.

Enzimas y otras proteínas que sustentan, junto con otras biomoléculas un metabolismo activo.

Unicelularesejemp.:bacteria

s

Pluricelularesejemp:nemato

dos y ser humano

La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos.

La célula es una estructura constituida por tres elementos básicos:1.- membrana plasmática,2.- citoplasma y3.- material genético (ADN).

Posee la capacidad de realizar tres funciones vitales:nutrición, relación y reproducción.

CARACTERISTTICAS FUNCIONALES

Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son:

Nutrición . Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energí a y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo

Crecimiento y multiplicación. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular

Diferenciación: Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse.

Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior

las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento,etc

Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan.

El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular.

TAMAÑO,FORMA Y FUNCION

El tamaño y la forma de las células depende de sus elementos más periféricos y de su andamiaje interno es decir, el citoesqueleto

el tamaño de las células es extremadamente variable.

La célula más pequeña observada, en condiciones normales, corresponde a Mycoplasma genitalium de 0,2 μm

Respecto de su forma, las células presentan una gran variabilidad, e, incluso, algunas no la poseen bien definida o permanente.

Pueden ser: fusiformes ,estrelladas, prismáticas, aplanadas, elípticas, globosas o redondeadas, etc.

Algunas tienen una pared rígida y otras no, lo que les permite deformar la membrana y emitir prolongaciones citoplasmáticas (pseudópodos)para desplazarse o conseguir alimento.

Hay células libres que no muestran esas estructuras de desplazamiento pero poseen cilios o flagelos

Existen multitud de tipos celulares, relacionados con la función que desempeñan; por ejemplo:

Células contráctiles que suelen ser alargadas, como las fibras musculares

Células con finas prolongaciones, como las neuronas

Células con microvellosidades o con pliegues, como las del intestino

Células cúbicas, prismáticas o aplanadas como las epiteliales que recubren superficies como las losas de un pavimento.

CITOESQUELETO

es una estructura supramolecular o red tridimensional de filamentos que contribuye a la integridad de la célula

mantiene la forma de la célula, "ancla" las organelas en su lugar y mueve parte de la célula en los procesos de crecimiento y movilidad.

Está formado por tres tipos de estructuras : Los microtúbulos, Los microfilamentos y Los filamentos intermedios.

DOS GRANDES

TIPOS CELULARES

procariotas

arqueas

bacterias

EucariotasAnimales y Vegetales

CELULA PROCARIOTA Y EUCARIOTAS

Se llaman eucariotas a las células que tienen la información genética envuelta dentro de una membrana que forman el núcleo.

Muchos seres unicelulares tienen la información genética dispersa por su citoplasma, no tienen núcleo. A ese tipo de células se les da el nombre de procariotas

La principal diferencia entre una célula procariota y una eucariota es que las procariota no presentan una verdadera organización nuclear, es decir, no presentan un núcleo membranoso como las eucariotas, sin embargo, con el microscopio electrónico es posible ver en el citoplasma de las células procariotas una región mas clara que el citoplasma llamada NUCLEOIDE, se considera al nucleoide un esbozo o núcleo primitivo donde esta empaquetado, plegado y compactado la molécula de ADN.

ORGANELOS CELULARES

ORGANELOS PRINCIPALES EN EUCARIOTAS

Complejo de golgiReticulo endoplasmicoMitocondriasLisosomas y peroxisomas

ORGANELOS PRINCIPALES EN PROCARIOTAS

CloroplatosVacuolas Pared celular

MEMBRANA PLASMATICA

FUNCIONRegula el paso de sustancias hacia el interior de la

célula y viceversa que incorpora nutrientes al interior de la célula y permite el paso de desechos hacia el exterior.

permite el paso de ciertas sustancias e impide el paso de otras.

Aísla y protege a la célula del ambiente externo

CLOROPLASTO

se encuentran sólo en células que están formando a las plantas y algas verdes.

Poseen su propio material genético llamado DNA plastidial, y en su interior se encuentra la clorofila .

 En ellos ocurre la fotosíntesis.se requiere de CO2, agua y energía solar, con las cuales la planta fabrica glucosa. Esta molécula le sirve de alimento al vegetal y a otros seres vivos. Así se forma, también, el oxígeno que pasa hacia la atmósfera.

Natalia Villarreal del Bosque

Evolución de la Vida

Evolución

La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común.

Charles Darwin• La selección natural

es el mecanismo básico responsable del origen de nuevas variantes fenotípicas y, en última instancia, de nuevas especies

•Según esta teoría, la evolución se define como un cambio en la frecuencia de los alelos en una población a lo largo de las generaciones.

Síntesis moderna o teoría sintética

Evidencias de la evolución

Son el conjunto de pruebas para demostrar que la evolución de la materia viva es un proceso que le es característico y que todos los organismos que viven en la Tierra descienden de un ancestro común.

La existencia de un ancestro común se demuestra por:

Evidencia proveniente de la biogeografía

Similitudes morfológicas entre organismos

Órganos vestigialesEtapas embrionarias

similaresLos fósilesSimilitudes bioquímicas

Evolución de la vida en la tierra

3.800 millones de años• Primeras

formas de vida

2.200 millones de años• Cianobacte

rias

2.000 millones de años• Respiración

celular aeróbica

3.000 - 4.000 millones de años• Procariotas

2.000- 1.500 millones de años• Primeras

células eucarióticas

500 millones de años• Las plantas y

los hongos colonizaron la tierra

300 millones de años• Los anfibios

200 millones de años• Los

mamíferos

100 millones de años• Las aves

Jean-Baptiste Lamarck

(1744-1829) Formuló la primera

teoría de la evolución. Propuso

que la gran variedad de

organismos, eran formas estáticas creadas por Dios,

habían evolucionado desde formas

simples.

Darwin en “El origen de las especies”, se refiere al principio de la selección natural como el motor más importante del proceso evolutivo.

La hipótesis de la selección natural

Contenía cinco afirmaciones fundamentales:

• (1) Todos los organismos producen más descendencia de la que el ambiente puede sostener

• (2) Existe una abundante variabilidad intraespecífica para la mayoría de los caracteres

• (3) La competencia por los recursos limitados lleva a la lucha por la vida o existencia

• (4) Se produce descendencia con modificaciones heredables

• (5) Como resultado, se originan nuevas especies.

VariabilidadEl fenotipo de un organismo individual es el

resultado de su genotipo y la influencia del ambiente en el que vive y ha vivido.

La variabilidad surge en las poblaciones naturales por Mutaciones en el material genéticoMigraciones entre poblaciones (flujo

genético) Por la reorganización de los genes a través

de la reproducción sexual.

MutaciónEs un cambio permanente y transmisible

en el material genético de una célula, producido por errores de copia en el material genético durante la división celular y por la exposición a radiación, químicos o la acción de virus.

Efecto sobre el fenotipo del organismo: NingunoPerjudicialesBeneficiosas

Mecanismos de evoluciónHay dos mecanismos básicos de cambio

evolutivo: La selección natural favorece a los genes que

mejoran la capacidad de supervivencia y reproducción del organismo.

La deriva genética es el cambio aleatorio en la frecuencia de los alelos, provocado por muestreo aleatorio de los genes de una generación a la siguiente.

Microevolución y MacroevoluciónMicroevolución:

Se refiere a cambios de las frecuencias génicas en pequeña escala, en una población durante el transcurso de varias generaciones.

Se debe a un cierto número de procesos:

Mutación Flujo génico

Deriva génica

Selección natural

Macroevolución:Los cambios a mayor escala, desde la

especiación (aparición de una nueva especie) hasta las grandes transformaciones evolutivas ocurridas en largos períodos.

Algunos consideran que macroevolución es simplemente microevolución acumulada.

Ecosistema«Cualquier unidad que incluya la totalidad

de los organismos de un área determinada que actúan en reciprocidad con el medio físico»

Las consecuencias de la evolución

• Es el proceso mediante el cual una población se adecua mejor a su hábitat y también al cambio en la estructura o en el funcionamiento de un organismo que lo hace más adecuado a su entorno.

• Este proceso tiene lugar durante muchas generaciones.

Adaptación

ExtinciónLa extinción es la desaparición de una

especie entera. La extinción es el destino final de todas las

especies.El ritmo de extinción actual es de 100 a

1.000 veces mayor que el ritmo medio, y hasta un 30% de las especies pueden estar extintas a mediados del siglo XXI.

Causa principal de esta extinción

Las actividades humanas

Calentamiento global

Causas ambientales de las extinciones masivas

Las extinciones masivas han desempeñado un papel fundamenta

l en el proceso

evolutivo.

Extinción masiva

Cuando una gran

cantidad de especies se extinguen

en un plazo geológicamente breve.

La hipótesis de los

trastornos ambientales como causas

de las extinciones masivas ha

sido confirmada, si

bien gran parte de

historia de la evolución puede ser gradual, ciertos

acontecimientos

catastróficos han marcado

su ritmo.

El ancestro de los chimpancés y de los seres humanos es el género Sahelanthropus, un homínido con aspecto de mono que exhibía un mosaico de caracteres de chimpancé y de homínido y que habitó África hace 7 a 5 millones de años.

La selección sexualLa selección sexual influye en el curso de la

evolución.La selección sexual no depende de una

lucha por la existencia sino de una lucha entre los machos por la posesión de las hembras; el resultado no es la muerte del competidor que no ha tenido éxito, sino el tener poca o ninguna descendencia.

“Selección sexual de los buenos genes“: la elección de pareja masculina por parte de las hembras ofrece una ventaja evolutiva.

Impactos de la teoría de la evoluciónLa aparición de la teoría evolutiva marca un

hito.Este concepto biológico choca con las

explicaciones tradicionalmente creacionistas y fijistas de algunas posturas religiosas y místicas

Evolución y sistemas éticos y sociales

El Darwinismo social, mantiene que la supervivencia del más apto explica y justifica las diferencias de bienestar y éxito entre las sociedades.

La deformación del concepto evolutivo biológico, ha sido usado como excusa para promover y defender la rivalidad y competitividad despiadada entre personas, empresas y naciones, ha llegado ser empleado para justificar venganzas, por el "principio de supervivencia del más apto".

La noción de que los humanos comparten ancestros comunes con otros animales, también afectó la manera en la que algunas personas ven la relación entre los humanos y otras especies.

Evolución y religión

Las religiones occidentales descontaban o condenaban de manera dogmática y casi unánime cualquier propuesta que implicara que la vida es el resultado de un proceso evolutivo.

A pesar de las abrumadoras evidencias que avalan la teoría de la evolución, algunos grupos, interpretan en la Biblia que un ser divino creó directamente a los seres humanos, y a cada una de las otras especies animales, como especies separadas y acabadas.

Este punto de vista es comúnmente llamado creacionismo.

Religiosos y filósofos han tratado de unificar

los puntos de vista científico y religioso; a

través de un "creacionismo pro-

evolución“.Defienden que Dios provee una chispa divina que inicia el

proceso de la evolución, y creó el curso de la

evolución.

Papa Benedicto XVI“Existen muchas pruebas

científicas en favor de la evolución... Pero la doctrina de la evolución no responde a todos los interrogantes y sobre todo no responde al gran interrogante filosófico: ¿de dónde viene todo esto y cómo todo toma un camino que desemboca finalmente en el hombre?“.

El equilibrio y no la competencia es el cimiento fundamental de los

ecosistemas.

Mas sobre evolución…

Teorías microevolutivas y macroevolutivas

Alejandro Carmona Cuevas

Término usado para referirse a cambios de frecuencias génicas en pequeña escala, en una población durante el transcurso de varias generaciones.

Microevolución.

Rama de la biología que provee la estructura matemática para el estudio de los procesos de la microevolución.

Genética de poblaciones

Son cambios a mayor escala, desde la aparición de una nueva especie hasta las grandes transformaciones evolutivas ocurridas en largos períodos.

Macroevolución

Resultado de presencia de nueva información en la biología molecular del desarrollo, la sistemática, la geología y el registro fósil de todos los grupos de organismos.

"síntesis evolutiva ampliada"

Ausencia de evidencia tangible confiable.Ausencia de “eslabones perdidos”.Estudia los organismos del pasado (vía

fósiles) así como de las relaciones que hubiera habido entre ellos y con su entorno, distribución espacial y de las relaciones filogenéticas que los vinculan.

Paleobiología

Forma intermedia entre anfibios y vertebrados terrestres.

350 millones de años que enlaza a los principales anfibios acuáticos del Devónico superior con los tetrápodos tempranos

Pederpes

Enlace entre reptiles y mamíferos.reptil con características de mamífero que

habitó el planeta hace 230 millones de años

Thrinaxodon

enlace entre los dinosaurios y las aves. Vivió hace 126 millones de años.(estado

intermedio entre los terópodos y las primitivas aves como Archaeopteryx)

Microraptor

Ancestro de los chimpancés y de los seres humanos.

homínido que habitó África hace 7 a 5 millones de años.

Sahelanthropus

Darwin: competencia por recursos limitados.

Mayr ( Animal species and evolution) teorias catastroficas: enfermedades, cambios ambientales.

Extinción masiva: brevedad del hecho.Presencia de huecos ecologicos.

Extinciones Masivas

del Cámbrico-Ordovícico.del Ordovícico-Silúrico.del Devónico, del Pérmico-Triásicodel Cretácico-Terciario

Extinciones Masivas

hace unos 250 millones de años el más grave evento de extinción en los

últimos 550 millones de años. Se estima que se extinguieron alrededor

del 70% de las familias de vertebrados terrestres, muchas gimnospermas leñosas y más del 90% de las especies oceánicas.

Extinción Pérmico-Triásico

Esta catástrofe mundial acabó con el 70% de todas las especies.

Extinción del límite Crétacico-Terciario

Selección sexual

Altruismo Natural

• Gradualismo: cambios lentos, fósiles no estrictamente evidencia

• Equilibrio puntuado(1972 por N. Eldredge y S.J. Gould). el registro fósil fiel marcador. Las especies aparecen repentinamente en los estratos geológicos, se las encuentra en ellos por 5 a 10 millones de años sin grandes cambios morfológicos y luego desaparecen abruptamente del registro, sustituidas por otra especie emparentada, pero distinta.

Gradualismo y Equilibrio puntuado

Genes HOX: codifican proteínas de unión al ADN (factores de transcripción) que influyen profundamente en el desarrollo embrionario.

La familia de genes HOX es muy antigua y aparentemente muy conservada

La síntesis de la Biología del desarrollo y la teoría de la evolución

se produjo hace alrededor de 2.000 a 1.500 millones de años durante el Proterozoico temprano.

Endosimbiosis y el origen de las células eucariotas

“incorporación permanente de lo que alguna vez fueron células procariotas fisiológicamente diferentes y autónomas, dentro de una célula huésped procariotas”

Hipótesis de la endosimbiosis

“incorporación permanente de lo que alguna vez fueron células procariotas fisiológicamente diferentes y autónomas, dentro de una célula huésped procariotas”

Hipótesis de la endosimbiosis