EL ORIGEN DE LA VIDA Y EL ORIGEN DEL SER HUMANO

Características de los seres vivos• Por muy diferentes que sean los seres

vivos todos presentan una serie de características comunes:

• Presentan una composición química específica• Tienen un alto grado de organización• Llevan a cabo las funciones vitales:

» Nutrición» Relación» Reproducción

• Necesitan energía para realizar las funciones vitales

• De los 90 elementos químicos que hay en la Naturaleza, tan sólo unos 20 forman parte de los seres vivos, son los llamados Bioelementos.

Composición química de los seres vivos

O 47 H 63

Si 28 O 25,5

Al 7,9 C 9,5

Fe 4,5 N 1,4

Ca 3,5 Ca 0,3

Na 2,5 P 0,2

COMPOSICIÓN QUÍMICA (En porcentaje de átomos)

CORTEZA TERRESTRE CUERPO HUMANO

• De los Bioelementos el C, el H y el O son con mucho los más abundantes.

• El H y el O formando H2O y el C formando parte de moléculas complejas.

• Juntos estos tres átomos constituyen el 98% del peso de los seres vivos

• ¿Por qué?

• El agua es imprescindible para la vida por:– Ser un buen disolvente (de las moléculas

polares)– Ser medio de reacción– Ser medio de transporte– Intervenir en la regulación térmica

• El Carbono es un átomo que puede formar cuatro enlaces, lo que le permite formar muchos tipos de moléculas, además estas moléculas por muy largas que sean son estables.

• Todas las moléculas orgánicas presentan un esqueleto formado por largas cadenas de Carbono.

• Aunque el resto de los elementos están en menor proporción son igualmente importante para la vida.

• Sin Hierro no hay Hemoglobina.• Sin Selenio no funciona el Hígado.• Sin Potasio no habría impulsos nerviosos.

Alto Grado de Organización

Átomos Moléculas Macromoléculas

OrgánulosCélulasTejidos

Órganos Aparatos Organismos

PoblacionesEcosistemasBiosfera

Funciones Vitales

• NUTRICIÓN

• Es la captación de sustancias del exterior para obtener los elementos necesarios (nutrientes) para llevar a cabo las distintas funciones y la energía necesaria para realizarlas.

• RELACIÓN

• Es la capacidad de reaccionar frente a los estímulos del medio

• REPRODUCCIÓN

• Es la capacidad de producir individuos semejantes a ellos mismos.

La energía en los seres vivos

• La energía la obtienen los seres vivos por medio de la utilización de la materia orgánica asimilada.

• La materia orgánica se utiliza en la obtención de energía por medio de la Respiración celular

• En función de cómo se obtenga la materia orgánica, los seres vivos se clasifican en:

– Autótrofos. Son los vegetales y ciertas bacterias que son capaces de producir materia orgánica a partir de materia inorgánica. Para ello necesitan la energía procedente de la luz solar. Este proceso se llama Fotosíntesis. Existen ciertas bacterias que pueden obtener energía de ciertas reacciones químicas. Este proceso se llama Quimisíntesis.

– Heterótrofos. Son los animales que al ser incapaces de sintetizar la materia orgánica tienen que tomarla ya elaborada, por eso se alimentan de otros seres vivos,

El origen de la vida

• Se sabe cuál fue el escenario en donde surgió la vida:

• Un interior muy caliente. Esto implica un vulcanismo muy activo. Precisamente la emisión de Dióxido de Carbono a la atmósfera por parte de los volcanes está en la procedencia del Carbono que hay en los seres vivos.

• Una atmósfera densa sin oxígeno. • Un planeta oceánico, aunque no se sabe de donde

procedía el agua en la primitiva Tierra se especula que fuera traída por los meteoritos que se estrellaron en la Tierra primitiva

• Aunque podemos saber de donde proceden los elementos necesarios para la vida, como es el caso del agua y del carbono, ¿Cómo surgieron los primeros seres vivos?

• Según la teoría de Oparin la vida surgió a partir de las moléculas que poblaban el mar primitivo que se semejaba a una especie de sopa prebiótica.

• En el océano primitivo (la sopa prebiótica) había moléculas orgánicas.

• ¿De dónde surgieron estas moléculas?.• Existe un experimento realizado en 1953 por el

estudiante de bioquímica Stanley Miller en donde logró sintetizar aminoácidos (unidades a partir de las cuales se forman Proteínas) a partir Amoníaco, Vapor de agua y Metano.

Hipótesis actual del origen de la vida• Las primeras moléculas orgánicas se formaron por

reacciones que se dieron a partir de las sustancias presentes en la sopa prebiótica del mar primitivo.

• Aparecen los Coacervados (Bolsas formadas a partir de una membrana de lípidos) que pueden englobar en sus interior algunas sustancias orgánicas.

• Aparecen las primeras moléculas con capacidad de autoduplicación (Acidos Nucleicos). Se piensa actualmente que esta primera molécula fue el ARN y a partir de éste el ADN.

• Asociándose, de manera aleatoria, los coacervados y el ARN se formaron los primeros seres vivos Procariotas.

• Los primeros seres vivos Eucariotas se formaron por simbiosis de distintos seres Procariotas.

• Existe un mecanismo de adaptación a las variaciones de las condiciones ambientales. Es la Evolución.

• Se han encontrado restos orgánicos en Groenlandia que se consideran los más antiguos de La Tierra. Tienen 3850 millones de años. Como sería demasiada casualidad que estos fueran los restos más antiguos se considera que la vida surgió hace alrededor de 4000 millones de años.

• ¿Cómo se sabe que el Carbono presente en ciertas rocas tiene origen orgánico?.– Existen dos isótopos del Carbono: el 12C y el

13C. Los seres vivos son incapaces de asimilar el último pero sí el primero, por lo que los sedimentos procedentes de seres vivos estarán enriquecidos en 12C.

• En Isua (Groenlandia) se han encontrado rocas que presentan C12 de 3850 millones de años, por lo que se puede deducir que los seres vivos más antiguos de La Tierra tienen una antigüedad de 4000 millones de años

LA EVOLUCIÓN Y SUS PRUEBAS

• Aunque se calcula que existen de 30 a 50 millones de especies en nuestro planeta sólo se han catalogado unos 2 millones.

• El camino que ha conducido desde las bacterias simples que surgieron hace 4000 millones de años hasta la diversidad de seres vivos de la actualidad ha sido posible gracias a la evolución

Pruebas de la evolución

• Existen tres tipos de pruebas:

– Pruebas biológicas que se basan en organismos actuales

– Pruebas paleontológicas que se basan en el estudio de fósiles

– Pruebas moleculares que se basan en estudios genéticos

Pruebas biológicas

• Adaptación convergente: Órganos Análogos.– Distintos seres vivos (de distintos grupos y por lo

tanto de distinto origen) presentan órganos de forma parecida (aunque su estructura interna sea diferente). Esto se interpreta en el sentido de que las necesidades de los seres vivos son las mismas (al vivir en el mismo medio) y que la presión evolutiva es igual en ellos.

• Adaptación divergente. Órganos homólogos– En el caso de organismos que teniendo un

origen común y por lo tanto sus órganos presentan la misma estructura interna, la forma de éstos no es la misma dado que al estar en medios diferentes han tenido una presión evolutiva diferente al ser sus necesidades distintas.

• Órganos vestigiales– Son órganos que no tienen utilidad en la especie

actual y que por lo tanto han sido reducidos a su mínima expresión pero que informan del origen de dicha especie.

Pruebas paleontológicas

• Se basan en el estudio de los fósiles. Se conocen más de 300.000 organismos fósiles, aunque se calcula que han existido unos 2000 millones de organismos, lo que ocurre es que el registro fósil está incompleto. Se tienen pocos registros completos de la evolución de un organismo.

Pruebas moleculares

• Se basan en el estudio de que las mutaciones en los genes (cambios en la secuencia del ADN) sucede a un ritmo constante, por lo que contando las diferencias genéticas se puede establecer el grado de parentesco entre dos organismos.

• Por otro lado las diferencias genéticas entre dos organismos son mínimas, lo que indica un pasado común: De los 30.000 genes del ratón 29.700 están en el ser humano

¿Cómo se explica la evolución?

• Las especies pueden evolucionar unas a partir de otras.

• Una especie es un conjunto de organismos con características comunes que son capaces de reproducirse entre sí teniendo descendencia fértil

Historia de las teorías evolutivas

• El FIJISMO– Hasta el siglo XVIII se pensaba que no había

habido cambios en los seres vivos que existían en La Tierra. La única labor del naturalista era estudiar a los seres vivos describiendo sus características y clasificarlos según distintas categorías taxonómicas

– Para explicar la aparición de los seres vivos se recurría a la creación divina (CREACIONISMO)

– El máximo representante de esta tendencia es el naturalista sueco Carlos Linneo (1707-1778)

• El catastrofismo• Al descubrirse los fósiles se empezó a pensar que

éstos eran restos de seres vivos del pasado ya desaparecidos.

• La causa de la desaparición se achacaba a sucesivas catástrofes y la aparición de nuevas especies se achacaba a continuas creaciones divinas.

• El representante más característico de esta tendencia fue el naturalista francés Georges Cuvier (1769-1832)

• El lamarquismo o transformismo• Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) naturalista francés

admitió la posibilidad de cambios en los organismos.• Estos cambios nacían de la necesidad de adaptación al

medio de los organismos.• Los cambios producidos en los distintos órganos en los

seres vivos pasaban a los descendientes.• Los órganos no utilizados tendían a desaparecer

• La teoría de la evolución de Darwin• Según el científico inglés Charles Darwin (1809-

1882) los seres vivos tenían más descendientes que los que podían sobrevivir, dado el limitado número de recursos disponibles, por eso se establecía una competencia por dichos recursos y aquellos que poseían rasgos que les suponía una ventaja competitiva sobrevivían. Este mecanismo se llama SELECCIÓN NATURAL.

• Los descendientes eran semejantes a sus progenitores pero no exactamente iguales poseían variabilidad. La variabilidad es una ventaja evolutiva para la especie.

• Los cambios se producen al azar la Naturaleza selecciona los más aptos.

• Los cambios producidos durante la vida del ser vivo no pasa a sus descendientes.

¿Cuál es el mecanismo que produce la variabilidad?• Los caracteres se manifiestan gracias a proteínas

sintetizadas en los ribosomas de las células. • Los ribosomas reciben las instrucciones para la síntesis

de estas proteínas del ADN del núcleo de la célula que transmite esta información por medio de una molécula de ARN.

• La secuencia de bases del ADN que contiene la información para la síntesis de la proteína recibe el nombre de GEN.

ADN ARN Proteína

• Las distintas formas de un carácter se deben a cambios en la secuencia de bases del ADN.

• Los cambios en la secuencia de bases del ADN, que pueden dar como resultado distintas formas de un carácter, se llaman MUTACIONES.

• Las mutaciones se están produciendo de manera continuada y al azar en los distintos organismos.

Radiaciones evolutivas

• Aunque en un principio el ritmo de mutaciones, y por lo tanto la aparición de nuevas especies, tiene un ritmo constante, hay períodos en los que aparecen especies a un ritmo más rápido.

• Esto se debe a que cuando los continentes están unidos hay más competencia entre las especies, menor aislamiento entre ellas y menor número de ambientes, en estas circunstancias surgen menos especies.

• Cuando los continentes están separados hay menos competencia entre especies, mayor aislamiento entre ellas y mayor número de ambientes, surgen más especies.

La selección artificial

• Es la selección que el ser humano hace de los seres vivos para aprovechar sus características para sus propios fines.

• Esto se ha hecho con numerosos seres vivos

Extinciones

• Aunque constantemente se están extinguiendo especies hay períodos en los que estas extinciones son más masivas.

• Se han dado a lo largo de la historia de La Tierra cinco grandes extinciones

• Las causas de estas extinciones han sido variadas:– Cambios en el clima: glaciación(hace 440 m.a.)– La anoxia (falta de oxígeno en el agua marina)

provocada por el calentamiento de la atmósfera debido a un intenso vulcanismo. (hace 252 m.a.). En esta extinción desaparecieron el 50% de las especies del planeta.

– El impacto de un meteorito que provocó una nube de polvo disminuyendo la actividad fotosintética (hace 65 m.a.)

La extinción de los dinosaurios

• Hace 65 m.a. cayó en La Tierra un enorme meteorito (su impacto dejó un enorme cráter submarino en el golfo de México).

• Esto provocó una cadena de acontecimientos: incendios, tsunamis, nube de polvo que oscureció el cielo.

• Hubo una disminución de la actividad fotosintética por la menor radiación solar y los cambios climáticos.

• Se extinguieron los grandes dinosaurios herbívoros y con ellos los grandes dinosaurios carnívoros.

¿Cómo se supo que la causa de extinción de los dinosaurios se debió a la caída de un asteroide?• En 1980 se descubrió en Italia una capa de arcilla de 5

mm de espesor y de 65 m.a con un alto contenido de Iridio y Osmio, elementos muy abundantes en los meteoritos, pero no en La Tierra. Esta capa está presente en toda La Tierra.

• En 1990 se descubrió el cráter Chicxulub en la península del Yucatán en México. Un cráter de 180 Km de diámetro provocado por un meteorito de 10 Km de diámetro y que liberó una energía de 4.3×10²³ julios de energía (equivalente a 191.793 gigatones de TNT) al momento del impacto.

• En esta zona la capa de Iridio y Osmio alcanza los 50 cm de grosor

• Después de la caída del meteorito y la desaparición de los dinosaurios, sólo sobrevivieron aquellos organismos que pudieron adaptarse a la nueva situación, por ejemplo los que se alimentaron de los restos de los dinosaurios…como los primitivos mamíferos que luego se diversificarían hasta alcanzar todos los hábitats terrestres….en cuanto a los dinosaurios…siguen entre nosotros, sólo que ahora vuelan y tienen plumas…las aves descienden por línea directa de dinosaurios evolucionados.

EL ORIGEN DEL HOMBRE

• Hace 8 millones de años, debido a las corrientes de convección del manto, África se empezó a partir en dos, formándose el Gran Rift africano.

• Debido a esto empezó un cambio climático en África Oriental convirtiéndose la selva en sábana.

• Un grupo de primates, que eran arborícolas, quedaron aislados y de esa forma la presión selectiva favoreció a los que podían adoptar una postura bípeda que representaba una ventaja evolutiva en ese tipo de terreno.

• Así se formaban los HOMÍNIDOS.

Los Homínidos

• Los primeros antecesores de los Homínidos hay que buscarlos en África Oriental: los Ardipithecus y los Australopithecus hace 3-4 millones de años.

• Hace 2,3 millones de años aparece en la misma zona el Homo habilis que es el primer homínido capaz de fabricar herramientas

• Hace 1,8 millones de años sale el primer homínido de África: el Homo ergaster. 300.000 años más tarde ya había llegado a Europa, Indonesia y China.

• Hace 1,2 millones de años aparece el primer homínido con características bípedas parecidas al hombre actual, además domina el fuego: Homo erectus

• Los últimos homínidos (ambos Homo sapiens, es decir humanos) son el Homo sapiens neanderthalensis y el homo sapiens sapiens coexisten en Europa

• El homo sapiens neanderthalensis adaptado al frío de las glaciaciones apareció hace 200.000 años y se extendió fundamentalmente por Europa desapareciendo hace aproximadamente 25.000 años

• El homo sapiens sapiens apareció en África hace 100.000 años y es la única especie superviviente del género Homo.