bc origen de la vida (2)
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BIOLOGÍA CELULAR
PROF. HÉCTOR FÉLIX REYES HERNÁNDEZMÁSTER EN EDUCACIÓN Y FORMACIÓN UNIVERSITARIA.
TEST DE ENTRADA Conteste verdadero (V) o falso (F) según convenga1.- La ciencia consiste en el conjunto de conocimientos
sistemáticamente estructurados obtenidos mediante la observación y el razonamiento.
2.- La Biología Celular se basa en el estudio de la estructura de la célula.
3.- La biomedicina, la inmunología y la organografía son ramas de la Biología.
4.- La Biología se clasifica entre las ciencias formales y se basa en el razonamiento lógico.
5.- Las etapas del método científico se basan en la observación del fenómeno, formulación de hipótesis, diseño experimental, análisis de los resultados y conclusiones.
6.- En 1802 el naturalista francés Jean Baptiste Lamarck designó el concepto de célula.
7.- En 1981 Lynn Margulis, bióloga estadounidense, publica su hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota.
PREGUNTEMOS
Acerca del origen de la vida en la tierra el célebre estudioso catalán Joan Oró (1923-2004) planteó: somos carne y hueso pero “también somos polvo de estrellas”
TEMA
.- Origen de la vida en la tierra Teoría del Big Bang, Huxley, Oparin,
Miller – Urrey, Lynn Margulis.
APRENDIZAJES ESPERADOS
Que los alumnos conozcan: Los elementos que permitieron el
origen de la vida.
Algunas teorías que explican el origen de la vida en la tierra
EXPOSICIÓN EN EQUIPO
A PARTIR
DEL ESTUDIO REALIZADO
CONCLUSIONES
ORIGEN DE LA VIDA
Formación del planeta tierra Una de las hipótesis más aceptadas
sobre el origen del Sistema Solar es la conocida teoría del “Big-Bang”, “Gran Explosión” o "hipótesis nebular”
TEORÍA “BIG BANG”
Dentro de las teorías cosmológicas, la hipótesis del Big Bang (Gran Explosión) es la que cuenta con mayor respaldo entre los científicos.
Se considera que el Universo comenzó hace unos 13.700 millones de años con una explosión colosal en la que se crearon el espacio, el tiempo, la energía y la materia.
Antes de la explosión
Energía y materia se encontraba en forma de
energía pura, comprimida en un punto
La temperatura cerca de los 100 millones de
grados Celsius,
Imposible existencia de átomos, sólo partículas subatómicas de corta
existencia
A medida que el universo se expandió
Su temperatura descendió y la energía se fue
convirtiendo en materia.
Aparecen las partículas
subatómicas: neutrones y protones.
Luego se combinan para formar los núcleos atómicos
Al descender la temperatura la carga (+) de los protones atraen a los electrones (-) y se forman los primeros átomos.
FORMULACIÓN DE LA TEORÍA DEL “BIG BANG”
Métrica de Friedman-Lemaître-Robertson-Walker o modelo FLRW es una solución exacta de las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, describe un Universo en expansión (o contracción), homogéneo. Según las preferencias geográficas o históricas en el nombre de esta métrica se utiliza algún subconjunto de los nombres de los científicos Alexander Friedman, Georges Lemaître, Howard Percy Robertson y Arthur Geoffrey Walker. (1922 – 1940)
OTROS CRITERIOS SOBRE EL MODELO DE FLRW
No completamente satisfechos, en 1948, dos astrónomos de origen austriaco, Hermann Bond y Thomas Gold, lanzaron una teoría alternativa, más tarde popularizada por el británico Fred Hoyle que, si bien aceptaba la idea de un Universo en expansión, negaba que hubiese tenido lugar en una primera y gran explosión.
Consideraban que a medida que las galaxias se separaban, nuevas galaxias se formaban entre ellas, con una materia que se creaba de la nada en una proporción demasiado lenta como para ser detectada por la tecnología del momento. El resultado es que el Universo seguía siendo el mismo esencialmente a través de toda la eternidad, sin principio ni fin.
HACE 4600 MILLONES DE AÑOS
Una condensación de gas y polvo habría comenzado a formar el Sistema Solar.
La superficie de la tierra era casi líquida por las altas temperaturas: los materiales más pesados se reunieron en un punto central denso.
En la medida que la tierra se enfriaba fue formándose una corteza externa.
Atmósfera primitiva estaba formada por hidrógeno y helio (fugados hacia el espacio exterior porque las fuerzas gravitacionales eran muy débiles.
Gases desprendidos por los volcanes formaron una atmósfera secundaria.
Se enriqueció la atmósfera por vapor de agua emanado de los volcanes.
Gradualmente descendía la temperatura y se formaban los primeros océanos primitivos (calientes y pocos profundos) a partir del vapor de agua.
COMIENZA LA VIDA
Actualmente se propone que es a partir de los átomos presentes en este planeta.
Que los sistemas vivos se auto organizaron y evolucionaron.
Visto de este modo, cada átomo de nuestro cuerpo tiene su origen en la enorme explosión. (Joan Oró)
GENERACIÓN ESPONTÁNEA
Thomas Huxley (biólogo inglés) en su obra "Biogenesis and abiogenesis" en 1870.
La concepción clásica de la abiogénesis (grupo de teorías que postulan la "formación de vida a partir de materia no viva“), que actualmente se conoce más específicamente como generación espontánea, sostenía que los organismo vivos complejos se generaban por la descomposición de sustancias orgánicas.
Por ejemplo, los ratones surgían espontáneamente en el grano almacenado o que las larvas aparecían espontáneamente en la carne.
HIPÓTESIS ALTERNATIVAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA
Hipótesis utilizando un modelo al que llamó coacervados., 1930 (biólogo y bioquímico ruso Aleksander I. Oparin (1894-1980).
materiales de base para la evolución de la vida.
En la atmósfera del Sol, de Júpiter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el hidrógeno y el amoníaco.
Ofrecen carbono, hidrógeno y nitrógeno
Faltaba el oxígeno, entonces se pensó
en el agua
La actividad volcánica durante millones de años provocó la saturación en humedad de la atmósfera. En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor.
La alta temperatura, la actuación de los rayos ultravioleta y las descargas
eléctricas
Reacciones químicas
Aminoácidos.Las primeras lluvias sobre la Tierra,
arrastraban las moléculas de aminoácidos
Calor
Enlaces peptídicos
Moléculas mayores
Primeras proteínas
Coloides
Coacervados.
EXPERIMENTO DE MILLER – URREY (1953)
.
Primera demostración de que se pueden formar moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples en condiciones ambientales determinadas.
Experimento para contrastar la hipótesis de Oparin y Haldane según la cual en las condiciones de la Tierra primitiva se habían producido reacciones químicas que condujeron a la formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente originaron las primeras formas de vida.
Simularon algunas condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva.
Se somete una mezcla de metano, amoníaco, hidrógeno y agua a descargas eléctricas de 60.000 voltios.
Se forman moléculas orgánicas, entre las que se destacan los aminoácidos, usados por las células para sintetizar sus proteínas.
LAS PRIMERAS CÉLULAS
Desde una perspectiva bioquímica, tres características distinguen a las células vivas de otros sistemas químicos:
1) la capacidad para duplicarse generación tras generación.
2) la presencia de enzimas, las proteínas complejas que son esenciales para las reacciones químicas de las que depende la vida.
3) una membrana que separa a la célula del ambiente circundante y le permite mantener una identidad química distinta.
LAS PRIMERAS CÉLULAS
Todos los organismos actuales procedemos de las células ancestrales surgidas hace más de 3800 millones de años como resultado de un lento proceso evolutivo de las moléculas orgánicas acumuladas en los océanos primitivos.
El instante decisivo en el origen de las células fue la aparición de una membrana biológica.
La membrana separó el medio externo del medio interno, lo que favoreció la existencia de un metabolismo rudimentario que permitió a la célula ancestral obtener la energía (mediante nutrición) y utilizarla para reproducirse y responder a las variaciones del ambiente.
Debido a que se originaron en un mar de moléculas orgánicas, probablemente, las primeras células fueron bacterias heterótrofas anaerobias fermentadoras capaces de obtener alimentos y energía directamente de su ambiente.
Todos estos seres primitivos desaparecerían, cuando se acabaran las reservas alimenticias, de no ser porque aquellas primeras células evolucionaron hasta originar las cianobacterias que desarrollaron su propio mecanismo de obtención de energías: la fotosíntesis.
CÉLULAS AEROBIAS
Así, las primitivas bacterias heterótrofas aerobias fueron capaces de usar el oxígeno atmosférico para obtener energía de los nutrientes orgánicos mediante un proceso químico, llamado respiración celular, que desprende dióxido de carbono como producto residual.
Mas tarde, hace al menos 2700 millones de años, las células eucariota evolucionaron a partir de una asociación simbiótica entre diferentes células bacterianas con organización procariota más simple, según la teoría endosimbionte propuesta por Lynn Margulis.
TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
La endosimbiósis seriada fue propuesta por la bióloga estadounidense Lynn Margulis en diferentes artículos y libros: On origen of mitosing cells (1967), Origins of Eukaryotic Cells (1975) y Symbiosis in Cell Evolution (1981).
Describe la aparición de las células eucariota como consecuencia de la sucesiva incorporación simbiogenética de diferentes bacterias de vida libre (procariotas)
La simbiogénesis es el resultado de simbiosis estables a largo plazo que desembocan en la trasferencia de material genético, pasando parte o el total del ADN de los simbiontes al genoma del individuo resultante. Del proceso simbiogenético surge un nuevo individuo en el que se encuentran integrados sus simbiontes.
BIBLIOGRAFÍA
H. Curtis, 2008, Curtis biología, 7º ed., Editorial Panamericana. Capítulo 1 - 17: origen de la vida, pág. 13 - 31
Capítulo 17, 2003, Audesirk, Biología, La vida en la tierra. 6ta. Ed. Pág. 323 – 350
TEORÍA CELULAR
ORIENTACIONES PARA LA PRÓXIMA ACTIVIDAD DOCENTE
Teorías científicas acerca de la evolución: Pensamiento evolucionista de Lamarck, Darwinismo, Neodarwinismo y Síntesis evolutiva moderna.
Mecanismos que explican la transformación y diversificación de las especies: Selección natural, Deriva genética, Mutación y Migración (flujo genético).
Premisas de las que parte la teoría de la Selección Natural.
Propuestas de Darwin donde se fundamenta el concepto de evolución de la vida.
Principios del Concepto Moderno de la Teoría Celular.