PRCTICA DE BIOLOGA N 3

Formacin de Coacervados

Introduccin Objetivos Recursos Procedimientos Marco Terico Observaciones en la Prctica Autoevaluacin

Introduccin

El origen de la vida ha sido considerado como el problema cientfico ms importante desde los albores de laciencia. La vida surge como producto de determinadas condiciones ambientales y climticas, se adapta aellas, evoluciona y se transforma.

Por lo tanto existe una relacin muy estricta entre la VIDA, con sus manifestaciones y comportamientos, y elAMBIENTE. Nuestro ambiente es la Tierra, que a su vez, es parte de un universo mucho ms grande con elque interacciona y en el que podran existir otras formas de vida.

La Vida, terrestre o extraterrestre que sea, es parte del Cosmos, por lo que todas las preguntas desembocan enlas fatdicas 3:

De dnde vinimos? Quines somos? Adnde vamos?

Estas son las eternas preguntas de la Humanidad sobre el sentido ltimo de la Existencia u orden supremo delas cosas.

Objetivos

Identificar las concepciones elaboradas a lo largo de la historia de la humanidad sobre el origen deluniverso y la aparicin de la vida.

Observar la formacin de coacervados. Estudiar las condiciones bajo las cuales se forman.

Recursos

Humanos

Grupo de estudiantes Ayudante de ctedra

Materiales

Solucin de goma arbiga al 1% Solucin de gelatina al 1%

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cido clorhdrico al 0.1 M Solucin de levaduras Tubos de ensayo con corcho Portaobjetos y cubreobjetos Microscopio compuesto Pipetas de 1ml y 10 ml Tiras Reactivas de pH 014

Procedimientos

Exposicin terica: brevemente se hablar y abordara temas como objetivos de la prctica, materialesnecesarios, procedimientos, teoras del origen del universo y la vida.

A continuacin encaminaremos la prctica a la elaboracin de coacervados. Para ello debemos hacer: En primer lugar, prepararemos una muestra de comparacin, para ello coloque una pequea cantidadde levadura en agua destilada, mezcle bien y observe al microscopio con los objetivos de 10 y 40x.Esquematice lo observado.

En un tubo de ensayo ponga 5ml de la solucin de gelatina y luego agregue 3ml de la solucin degoma arbiga. Tape, agite y mida el pH con la tira reactiva y registre. En un portaobjetos muy limpiocoloque una gota de la solucin del tubo de ensayo y obsrvelo con el objetivo de 10x y 40x yesquematice lo que observe.

Ahora agregue cido clorhdrico al tubo de ensayo gota a gota hasta que la solucin se enturbie yentonces mida el pH con la tira reactiva y registre. Tome una gota de este tubo de ensayo y colqueloen un portaobjetos limpio, obsrvelo en el microscopio con el objetivo de 10 y 40x, y busqueestructuras parecidas a levaduras. Esquematice lo que observe (nota: si no observa coacervados repitael procedimiento desde el inicio).

Ahora al tubo de ensaye de la solucin agrguele gota a gota ms cido clorhdrico agitandocontinuamente hasta que el lquido se aclare, y entonces mida nuevamente el pH con la tira reactiva yregistre. Tome una gota de esta solucin y pngala en un portaobjetos limpio y obsrvela en elmicroscopio con el aumento de 10x y 40x. Esquematice lo observado.

Marco Terico

ORIGEN DE LA VIDA Y EL UNIVERSO

Introduccin

Desde que el hombre tuvo la capacidad de pesar y de razonar, se empez a preguntar como surgi la vida,brotando as uno de los problemas ms complejos y difciles que se ha planteado el ser humano. En su afn deencontrar una respuesta, se intento solucionarlo mediante explicaciones religiosas, mitolgicas y cientficas, apartir de estas ultimas han surgido varias teoras y otras han sido descartadas.

Del Bin Bang a la Tierra

Muchas fueron las suposiciones, y muchas las equivocaciones, desde la antigedad se han formulado diversasteoras sobre el origen del Universo y el de nuestro planeta, teoras que tenan que ver con un origensobrenatural, que los seres humanos somos el centro de la creacin y del universo, aseveraciones en sumayora rechazadas con los hallazgos y conocimientos actuales.

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Figura 1. Del Bin Bang a la Tierra

La teora de mayor aceptacin en nuestro tiempo y con mayores evidencias, es aquella desarrollada porGeorge Gamow con base en el descubrimiento, hecho por Edwin Hubble, de que el universo est enexpansin, la llamada teora del BIN BANG (la Gran Explosin), en el que hace 15.000 millones de aos, dela nada absoluta y por mera casualidad, una gran cantidad de energa hizo explosin, originando el tiempo y elespacio, dicha energa poco a poco se fue condensando en materia, formando las partculas subatmicas y lostomos, la materia as formada constituyo las primeras estrellas, las galaxias, los sistemas solares y losplanetas.

Nuestra galaxia (la va lctea) y el sistema solar del que formamos parte se conform hace 12.000 y4.600 millones de aos respectivamente

Nuestro planeta, La Tierra, el tercer planeta de nuestro sistema solar, tiene una edad aproximada de4.500 millones de aos.

Desde la formacin del planeta, hasta la aparicin del primer organismo vivo (aquel sistema capaz, comomnimo, de transferir su informacin molecular a travs de la autoreproduccin y relacionarse con el medio)pas mucho tiempo (1.000 millones de aos), durante el cual se establecieron las condiciones pertinentes parasu aparicin.

Lneas de pensamiento sobre el origen de la vida

Las diversas hiptesis acerca del origen de la vida han sido objeto de reseas muy completas. Estas se agrupanen cuatro lneas principales de pensamiento:

Creacin sobrenatural. Generacin espontnea. Panspermia o eternidad de la vida. Evolucin qumica.

El Creacionismo

Desde la antigedad han existido explicaciones creacionistas que suponen que un dios o varios pudieronoriginar todo lo que existe. A partir de esto, muchas religiones se iniciaron dando explicacin creacionistasobre el origen del mundo y los seres vivos. Por otra parte, la ciencia tambin tiene algunas explicaciones

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acerca de cmo se originaron los seres vivos como son las siguientes.

La Generacin Espontnea

Desde la antigedad este pensamiento se tena como aceptable, sosteniendo que la vida poda surgir del lodo,del agua, del mar o de las combinaciones de los cuatro elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierra.Aristteles propuso el origen espontneo para gusanos, insectos y peces a partir de sustancias como el roco, elsudor y la humedad. Segn l, este proceso era el resultado de interaccin de la materia no viva, con fuerzascapaces de dar vida a lo que no tena. A esta fuerza la llamo ENTELEQUIA.

La idea de la generacin espontnea de los seres vivos, perduro durante mucho tiempo. En 1667, Johann B,van Helmont, medico holands, propuso una receta que permita la generacin espontnea de ratones: "lascriaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huspedes y vecinos, pero nacen denuestras entraas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena de sudo junto con trigo en unrecipiente de boca ancha, al cabo de 21 das el olor cambia y penetra a travs de las cscaras del trigo,cambiando el trigo en ratones. Pero lo ms notable es que estos ratones son de ambos sexos y se puedencruzar con ratones que hayan surgido de manera normal..."

Algunos cientficos no estaban conformes con esas explicaciones y comenzaron a someter a laexperimentacin todas esas ideas y teoras. Francisco Red, medico italiano, hizo los primeros experimentospara demostrar la falsedad de la generacin espontnea. Logr demostrar que los gusanos que infestaban lacarne eran larvas que provenan de huevecillos depositados por las moscas en la carne, simplemente colocotrozos de carne en tres recipientes iguales, al primero lo cerro hermticamente, el segundo lo cubri con unagasa, el tercero lo dejo descubierto, observo que en el frasco tapado no haba gusanos aunque la carne estabapodrida y mal oliente, en el segundo pudo observar que, sobre la tela, haba huevecillos de las moscas que nopudieron atravesarla, la carne del tercer frasco tenia gran cantidad de larvas y moscas. Con dicho experimentose empez a demostrar la falsedad de la teora conocida como "generacin espontnea"

A finales del siglo XVII, Antn van Leeuwenhoek, gracias al perfeccionamiento del microscopio ptico, logrodescubrir un mundo hasta entonces ignorado. Encontr en las gotas de agua sucia gran cantidad demicroorganismos que parecan surgir sbitamente con gran facilidad. Este descubrimiento fortaleci losnimos de los seguidores de la "generacin espontnea"

A pesar de los experimentos de Red, la teora de la generacin espontnea no haba sido rechazada del todo,pues las investigaciones, de este cientfico demostraba el origen de las moscas, pero no el de otrosorganismos.

En esos mismos tiempos, otro cientfico llamado Needhad, sostena que haba una fuerza vital que originaba lavida. Sus suposiciones se basan en sus experimentos: herva caldo de res en una botella, misma que tapabacon un corcho, la dejaba reposar varios das y al observar al microscopio muestra de la sustancia, encontrabaorganismos vivos. l afirmaba que el calor por el que haba hecho pasar el caldo era suficiente para matar acualquier organismo y que, entonces, la presencia de seres vivos era originada por la fuerza vital. Sin embargoSpallanzani no se dejo convencer, como muchos cientficos de su poca, realizando los mismos experimentosde Needhad, pero sellada totalmente las botellas, las pona a hervir, la dejaba reposar varios das y cuandohacia observaciones no encontraba organismos vivos. Esto lo llevo a concluir que los organismos encontradospor Needhad procedan del aire que penetraba a travs del corcho.

En 1862, Louis Pauster, medico francs, realizo una serie de experimentos encaminados a resolver elproblema de la generacin espontnea. l pensaba que los causantes de la putrefaccin de la materia orgnicaeran los microorganismos que se encontraban en el aire. Para demostrar su hiptesis, diseo unos matracescuello de cisne, en los cuales coloco lquidos nutritivos que despus hirvi hasta esterilizarlos. Posteriormente,observo que en el cuello de los matraces quedaban detenidos los microorganismos del aire y aunque este

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entraba en contacto con la sustancia nutritiva, no haba putrefaccin de la misma. Para verificar susobservaciones, rompi el cuello de cisne de un matraz, y al entrar en contacto l liquido con el aire y losmicroorganismos que contena l ultimo, se produca una descomposicin de la sustancia nutritiva. De estamanera quedo comprobada por l celebre cientfico la falsedad de la teora de la generacin espontnea

La Panspermia

Una propuesta mas para resolver el problema del origen de la vida la presento Svante Arrhenius, en 1908, suteora se conoce con el nombre de panspermia. Segn esta, la vida llego a la Tierra en forma de esporas ybacterias provenientes del espacio exterior que, a u vez, se desprendieron de un planeta en la que existan.

A esta teora se le pueden oponer dos argumentos:

Se tiene conocimiento de que las condiciones del medio interestelar son poco favorables para lasupervivencia de cualquier forma de vida. Adems, se sabe que cuando un meteorito entra en laatmsfera, se produce una friccin que causa calor y combustin destruyendo cualquier espora obacteria que viaje en ellos.

Es que tampoco soluciona el problema del origen de la vida, pues no explica como se formo esta en elplaneta hipottico del cual se habra desprendido la espora o bacteria.

Evolucin Qumica

Condiciones que permitieron la vida

Hace aproximadamente 4.500 millones de aos se formo la Tierra, junto con el resto del sistema solar. Losmateriales de polvo y gas csmico que rodeaban al Sol fueron fusionndose y solidificndose para formartodos los planetas.Cuando la Tierra se condenso, su superficie estaba expuesta a los rayos solares, al choque de meteoritos y a laradiacin de elementos como el torio y el uranio. Estos procesos provocaron que la temperatura fuera muyelevada.La atmsfera primitiva contena vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), cido cianhdrico(HCN) y otros compuestos, los cuales estaban sometidos al calor desprendido de los volcanes y a la radiacinultravioleta proveniente del sol. Otra caracterstica de esta atmsfera es que careca de oxigeno libre necesariopara la respiracin.Como en ese tiempo tampoco exista la capa formada por ozono, que se encuentra en las partes superiores dela atmsfera y que sirven para filtrar el paso de las radiaciones ultravioletas del sol, estas podan llegar enforma directa a la superficie de la Tierra.

Tambin haba gran cantidad de rayos csmicos provenientes del espacio exterior, as como actividadelctrica y radiactiva, que eran grandes fuentes de energa. Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vaporde agua se condens y se precipito sobre el planeta en forma de lluvias torrenciales, que al acumularse dieronorigen al ocano primitivo, cuyas caractersticas definieran al actual.

La Teora de Oparin

Con el transcurso de los aos y habiendo sido rechazada la generacin espontnea, fue propuesta la teora delorigen fsicoqumico de la vida, conocida como Teora de Oparin.

La teora de Oparin se basa en las condiciones fsicas y qumicas que existieron en la Tierra primitiva y quepermitieron el desarrollo de la vida.

De acuerdo con esta teora, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, as

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como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existan entonces en los mares primitivos. Dichassustancias se combinaron de tal manera que dieron origen a los seres vivos.

En 1924, el bioqumico Alexander I. Oparin publico "el origen de la vida", obra en que sugera que recinformada la Tierra y cuando todava no haba aparecido los primeros organismos, la atmsfera era muydiferente a la actual, segn Oparin, esta atmsfera primitiva careca de oxigeno libre, pero haba sustanciascomo el hidrgeno, metano y amoniaco. Estos reaccionaron entre s debido a la energa de la radiacin solar,la actividad elctrica de la atmsfera y a la de los volcanes, dando origen a los primeros seres vivos.

Cmo fueron los primeros organismos?

Los elementos que se encontraban en la atmsfera y los mares primitivos se combinaron para formarcompuestos, como carbohidratos, las protenas y los aminocidos. Conforme se iban formando estassustancias, se fueron acumulando en los mares, y al unirse constituyeron sistemas microscpicos esferoidesdelimitados por una membrana, que en su interior tenan agua y sustancias disueltas.

Estos tipos de sistemas precelulares, podemos estudiarlos a partir de modelos parecidos a losCOACERVAROS. Estos son mezclas de soluciones orgnicas complejas, semejantes a las protenas y a losazcares. Oparin demostr que en el interior de un coacervado ocurren reacciones qumicas que dan lugar a laformacin de sistemas y que cada vez adquieren mayor complejidad. Las propiedades y caractersticas de loscoacervados hacen suponer que los primeros sistemas precelulares se les parecan mucho.

Figura 2. Formacin de Coacervados

Los sistemas precelulares similares a los coacervados sostienen un intercambio de materia y energa en elmedio que los rodea. Este tipo de funciones tambin las realizan las clulas actuales a travs de lasmembranas celulares.Debido a que esos sistemas precelulares tenan intercambio con su medio, cada vez se iban haciendo mscomplejos, hasta la aparicin de los seres vivos.

Esos sistemas o macromolculas, a los que Oparin llamo PROTOBIONTES, estaban expuestos a lascondiciones a veces adversas del medio, por lo que no todos permanecieron en la Tierra primitiva, pues lasdiferencias existentes entre cada sistema permitan que solo los ms resistentes subsistieran, mientras aquellosque no lo lograban se disolvan en el mar primitivo, el cual ha sido tambin llamado SOPA PRIMITIVA.

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Despus, cuando los protobiontes evolucionaron, dieron lugar a lo que Oparin llamo EUBIONTES, que yaeran clulas y, por lo tanto, tenan vida. Segn la teora de Oparin Haldane, as surgieron los primeros seresvivos.Estos primeros seres vivos eran muy sencillos, pero muy desarrollados para su poca, pues tenan capacidadpara crecer al tomar sustancias del medio (eran organismo hetertrofos y anaerobios), y cuando llegaban acierto tamao se fragmentaban en otros ms pequeos, a los que podemos llamar descendientes, estosconservaban muchas caractersticas de sus progenitores.

Conforme avanzaba la evolucin, se formaron bacterias primitivas, quienes realizaban procesos fotosintticos(organismos auttrofos). Con la aparicin de la fotosntesis, se produce oxgeno, (transforma la atmsfera), yfavoreci la aparicin de los organismos aerobios, con procesos metablicos ms complejos, como sntesis deATP.

El Experimento de Miller

En 1953, Stanley Miller, un joven estudiante de la Universidad de Chicago, hace un experimento querevoluciona a la comunidad cientfica, y satisface especialmente a aquellos cientficos que trataban de buscaren la ciencia una explicacin alternativa a los orgenes de la existencia.

Stanley Miller les dio la respuesta que buscaban. Hizo un experimento, una experiencia de laboratorio parademostrar cmo haba aparecido la vida, a partir de circunstancias aleatorias. Miller tom un poco de aguadestilada, junto con gases de amonaco, metano e hidrgeno y aplic flashes de descargas elctricas durantedos das y medio, casi tres. Ms tarde analiz el contenido del agua y detect aminocidos. Los aminocidosson los elementos primordiales para las protenas, que son los ladrillos de la vida. Por lo tanto, haba quedadodemostrado, cientficamente, que la vida puede aparecer por azar.

Figura 2. Formacin de Molculas Orgnicas (experimento de Miller)

Observaciones de la Prctica Indique que soluciones se utilizan para la formacin de Coacervados:

Tubo 1: ____________ Tubo 2: ____________ Tubo 3: ____________

Grafique la primera observacin (al mezclar de soluciones de gelatina y goma arbiga):

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Grafique la segunda observacin (al enturbiarse el tubo de ensayo con la aplicacin de HCl 0,1M ):

Grafique la tercera observacin (al transparentarse el tubo de ensayo con la aplicacin de HCl 0,1M ):

Autoevaluacin Son lneas de pensamiento sobre el origen de la vida: Seale lo incorrecto: Bin Bang. Creacin Sobrenatural. Panspermia Evolucin Qumica Todos. Ninguno. Sobre la panspermia, una hiptesis del origen de la vida. Seale lo correcto La vida depende de la intromisin de un ser superior. La materia inanimada se transforma en materia animada por efecto de una fuerza vital. La vida llego a la Tierra en forma de esporas y bacterias provenientes de otros planetas. Las condiciones ambientales en nuestro planeta favorecieron la aparicin de molculas orgnicas, y a partirde estas se organizaron los primeros seres vivientes.

Todos. Ninguno. El experimento de Oparin consisti en. Seale lo correcto: Simular la atmsfera primitiva y por medio de descargas elctricas generar compuestos orgnicos(aminocidos).

Mezclar soluciones de protenas y carbohidratos, con unas gotas de HCl, y generar estructuras globularescon membrana (coacervados).

Demostrar que las larvas que aparecan en la carne provenan del aire y no se generaban espontneamente. Todos. Ninguno. Los primeros seres que habitaron nuestro planeta fueron. Seale lo correcto Hetertrofos. Auttrofos. Anaerobios. Aerobios. A y C son correctas. A y D son correctas. Todos. Ninguno. Investigue Es estadsticamente probable que el universo y la vida en nuestro planeta se haya originado porazar?

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