biohidro fund geo 2
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Centro de Hidro Electro Metalurgia
Departamentos de Ingenieria Quimicae Ingenieria de Minas
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El Planeta Vivo
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La vida en nuestro planeta
• 2 preguntas básicas:
¿Qué hace posible la vida?
– En las condiciones que existían en elmomento de su aparicin
– En las condiciones actuales
¿!omo " cuando apareci la vida?
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!ondiciones para la vida
en nuestro planeta
• Es necesaria la presencia de grandes cantidades deagua en forma líquida
• Es necesaria una fuente de carbono y temperaturascompatibles con la síntesis de moléculas orgánicas
• Estas condiciones solo fueron posible gracias al
efecto invernadero asociado a la presencia de unaatmósfera con H2O, el O2 y el H!"
uando apareció la vida en nuestro planeta, seencontraba con una atmósfera carente de o#ígeno$
este no es indispensable para la e#istencia de vida
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!araterísticas #ierra $enus %arte
Masa total (1027
g) 6 5 0.6
Radio (km) 6371 6049 3390
Masa atm. (razón) 1 100 0.06
ist. al !ol (106km) 150 10" 22"
#onst. solar ($%m2) 1367 2613 5"9
&l'do () 30 75 15
*+'osidad () 50 100 ,aria'l-m. /ti,a (°#) 1" 39 56
-m. s+r/ii (°#) 15 427 53
/to. in,rn. (°#) 33 466 3
*2 () 7" 2 2.5
2 () 21 1 m, 0.25
#2 () 0.035 9" 96
2 () 31044 10
40.3 0.001
!2 1 ', 150 m, nada
#om. *+'s 2 2!4 ol,o828#2
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¿Qué es la Vida?
• %iccionario &eneral de la 'engua Espa(ola)
*" f" +uera interna sustancial mediante la cual
obra el ser que la posee"
2" arácter que distingue a los animales y
vegetales de los demás seres y se manifiesta por
el metabolismo, crecimiento, reproducción y
adaptación al medio ambiente" -" .nión del alma y el cuerpo"
!" E#istencia del alma después de la muerte"
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¿Que es la la vida?
• 'a vida /del latín vita0 es el estado intermedio entre elnacimiento y la muerte, incluso como un sentimientoapreciativo por las interacciones del ego con el medio
• 1e define en biología como viva, la estructura
molecular capa de establecer un soporte material detransferencia energética omeostática, cuando esestimulada por el medio en condiciones favorables"
• Homeostasis /%el griego omeo 3similar3, y estasis,
3posición3, 3estabilidad30) característica de unsistema abierto o de un sistema cerrado,especialmente en un organismo vivo, mediante la cualse regula el ambiente interno para mantener unacondición estable y constante"
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¿Que es la la vida?
• 4equerimientos básicos para ablar de una vidaindependiente)
5 una membrana semi6permeable
5 una maquinaria para la síntesis y degradación
de moléculas esenciales
5 un material genético
5 una estructura suficiente para impedir
reacciones indeseadas
5 una maquinaria para duplicar todas las
funciones anteriores en la formación de un
nuevo organismo /reproducción0
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Origen de la vida
• ! n/rntan 2 toras: panspermia ; de novo.
• Panspermia: orign <tratrrstr= llgada d,ida a n+stro lanta n /orma d soras
so'r,i,n 485 a 45 106 a>os rotgidas ormatrial intrstlar= rsnia n l saio damino?idos @ arg+mnto n ao;o a statora
• De novo: sntsis d rotnas a artir dmolA+las org?nias rod+idas a'iotiamnt oa artir d om+stos inorg?nios (#2 o #4)
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El origen de la vida
&tmós/ra iniial rd+tora8 onstit+ida d 2828 #28 #8 #48 *2 ; *3
• &ariión de novo (B): Ctrotró/ia
– molA+las org?nias imortants sCa'ran gnrado a'iotiamnt orraions D+mias d gass atmos/Arioson alor8 dsargas lAtrias ;%o nrga
l+minosa – molA+las olimArias /ormadas n +na
matriz d arilla /inalmnt aarn on la/a+ltad d a+torrod+irs
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El origen de la vida
• &ariión de novo (BB): a+totró/ia
– la ,ida s+rgió omo +na /orma d D+mias+r/iial
– 'loD+s onstit+ti,os sinttizados ;olimrizados a artir d onstit+;ntsinorg?nios (dió<ido d ar'ono8 /os/ato8amonao) n la s+r/ii d minrals (or
Emlo la irita F!2). – las rimras Al+las aarn or
nas+laión dl grano minral ; alg+nasAl+las s indndizan d la art+la
minral
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Evolución de la vida
• 'a vida apareció inicialmente en los océanos) lacomposición de los organismos es similar a la delagua del mar$ en ausencia de o#ígeno, no abía
capa de oono"• 7nicialmente, fotosíntesis anaeróbica)
2 H21 8 O2 → /H2O0 8 2 19 8 H2O
• 'uego aparece otra reacción de fotosíntesis)
O2 8 H2O → /H2O0 8 O2
• 7nicialmente, el o#ígeno producido esinmediatamente consumido /en o#idar el +e280
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Evolución de la vida
• El o#ígeno producido se acumula lentamente) *:de su valor presente 2,; &a atrás, *9: de su valoractual <99 =a atrás, *99: de su valor actual ->9
=a atrás"• 'a cantidad total de o#ígeno producido se estima
a partir de la cantidad de carbono acumulado/carbono reducido almacenado en sedimentos0
• %e esta cantidad, solo un 2: e#iste comoo#ígeno molecular en la atmósfera actual$ el restoestá sepultado en sedimentos o#idados/formaciones de ierro en bandas y capas ro?as0"
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Evolución de la vida
• Ga a+m+laión d o<gno mara l dlino
dl rdominio d 'atrias anaró'ias.
• ! rod+ +n am'io n la lna ,ol+ti,a:
aarn organismos +ariotas (187 a 189 Ha).• Ga a+m+laión d o<gno rmit tam'iAn la
/ormaión d +na aa d ozono:
2 I C ν (λ242 ηm) → I 2 I I M → 3 I M
• a osi'l la aariión d organismos
s+riors m+ltil+lars (a artir d 6"0 Ma).
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Evolución de la vida
• l o<gno tam'iAn rmitió la ,ol+ión dn+,as ,as 'ioD+mias= 2 /ormas Ciiron
osi'l la D+imioa+totro/ia:
Ga rimra 'asada n az+/r o 2!:2 ! I 2 2 I 3 2 → 2 !4
21 I 4 I
Ga sg+nda 'asada n las raions d
trans/ormaión d nitrógno (nitri/iaión):
2 *4I I 3 2 → 2 *2
1 I 2 2 I 4 I
2 *21 I 2 → 2 *3
1
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Ciclos iogeo!u"micos
• Gos ilos 'iogoD+mios s r/irn a los
rosos (D+mios8 /sios ; 'iológios) D+
ontrolan la distri'+ión ; los ilos d ,arios
sis D+mias n la zona s+r/iial dla tirra n la atmós/ra8 los oAanos8 la
'ios/ra8 los s+los ; los sdimntos.
• Gos rosos D+ s rod+n a ma;or
ro/+ndidad son l o'Eto d la gologa.
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Ciclos geológicos
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Ciclos geo!u"micos
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Ciclos iogeo!u"micos
• n stos ilos8 intr,inn distintos tios d
organismos: 'atrias8 arD+as8 Congos8
algas ; tam'iAn lantas.
• Gos organismos s+riors intr,inntam'iAn
• Gos miroorganismos s dsarrollan n +n
amlio rango d ondiions d ; C.
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Ciclos iogeo!u"micos
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Ciclos # Modelos de $eservorio
• &eservorio: sistma D+ ontin +na irtaantidad d matria d/inida or roidads/sias8 D+mias o 'iológias (ComogAna).
• 'ngreso: /l+Eo d matrial D+ ingrsa alrsr,orio8 J.
• Egreso: /l+Eo d matrial D+ sal dl rsr,orio.!@kM.
• (uente ; )umidero.• !iclos: l KmatrialL s trans/rido a tra,As dl
sistma (2 o m?s rsr,orios ontados) n+na /orma lia.
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El ciclo del agua
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Metaolismo microiano
• Gas ati,idads mta'ólias d los
miroorganismos s lasi/ian n /+nión d
la /+nt d nrga (/otosntsis o raión
D+mia) ; n /+nión d la /+nt dar'ono (#2 o molA+las org?nias)
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@sb, purple sulfur bacteria$ Ag, Beggiatoa, +b, Ferrobacillus$
B, Thiobacillus, 14, sulfate reducers, 1O, sulfate o#idiers,
%v, Desulfovibrio$ %m, Desulfotomaculum$ 7, Clostridium"
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*tili+acin biolgica del a+u,re
• +uente de energía /sulfato reducción, o#idación
de sulfuros0
• +otosíntesis /non6O2 6evolving0
• Cmino ácidos /met, cys0• 1íntesis de proteínas /puentes disulfuros0
• Clmacenamiento de energía /C@1, @C@10
• Enymas del grupo @rostetic /proteínas +e610• ompuestos bioquímicos
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