Tema 3: El origen de la vida y el origen del ser humano

1- Características diferenciales de los seres vivos

-Complejidad molecular: están formados por átomos y moléculas como los seres inertes pero para su desarrollo y funcionamiento utilizan macromoléculas: ADN y proteínas.

* Bioelementos: C, H, N, O , P, S

* Biomoléculas: agua y sales minerales

lípidos, hidratos de C,

a.nucleicos y proteínas

-Niveles de organización: organización jerárquica: macromoléculas células organismos poblaciones comunidades

-Automantenimiento: metabolismo reacciones químicas que aseguran la obtención de materia y energía

- Reproducción: sexual – asexual herencia + variación = evolución

- Ciclos vitales: etapas de la vida: nacimiento, crecimiento y desarrollo, reproducción y muerte

- Sensibilidad: entendida como posibilidad de responder ante estímulos posibilita la comunicación entre organismos y entre organismo y el medio, por tanto, el intercambio de materia y energía

Metabolismo autótrofo vs. heterótrofo

Obtienen materia orgánica “fijando” materia inorgánica y para ello necesitan energía que procede de la luz (fotosíntesis) o de la oxidación de compuestos (quimiosíntesis)

Obtiene materia orgánica consumiendo organismos autótrofos y obtienen energía oxidando compuestos orgánicos

3- El problema del origen: ¿Dónde, cuando y cómo?

¿Dónde?

1- “Origen extraterrestre” : PANSPERMIA de Arrenhius

No se determina donde pero si que llegó a la Tierra posiblemente a lomos de un meteorito.

Panspermia dirigida de Orgel y Crick

Argumentos a favor:

- Hay compuestos prebióticos en el polvo interestelar y aa y bases nitrogenadas en meteoritos

- Hay evidencias de impactos de meteroritos

- En la Tierra las condiciones no eran apropiadas (CO2 y UV)

Argumentos en contra:

- Condiciones extremas en el universo: baja temperatura y radiaciones mutágenas

- No explica donde se origino la vida

2- En la superficie terrestre

Alex Oparin y John Haldane

Precursores químicos sencillos (metano, amoníaco, vapor de agua, sulfihídrico e hidrógeno) sometidos a diferente fuentes de energía (calor y radiación UV) dieron lugar a las primeras moléculas orgánicas que se concentraron en los océanos formando el caldo primigenio.

Argumentos a favor

Experiencias de Stanley Miller

Condiciones reductoras de la atmósfera comprobadas ( presencia de Fe en forma de pirita en rocas más antiguas)

Argumentos en contra

La radiación eliminaría cualquier forma de vida en la superficie terrestre (por entonces la atmósfera no filtraba la radiación UV e ionizante)

3- En las fuentes hidrotermales oceánicas

Corliss

Mediante compuestos reducidos y por el calor emanado en las fuentes se formaron los primeros compuestos orgánicos que polimerizaron dando lugar a los primeros organismos vivos.

Esta hipótesis fue refutada porque la presión y temperatura en dichas profundidades destruye el ADN actualmente se ha comprobado que existen bacterias que colonizan estos ambientes

Norman Pace propone que la vida pudo llego a la Tierra mediante un meteorito, se refugio en el fondo de los océanos y posteriormente colonizaría la superficie terrestre cuando las condiciones fueron las adecuadas

¿Cuándo?

La Tierra tiene 4600 m.a

Hace 3800 m.a cesa “el bombardeo” cósmico que imposibilta la vida en la superficie terrestre

Se han encontrado fósiles de cianobacterias de 3500 m.a (estromatolitos)

Hay un margen de 300 m.a para que a partir de compuestos orgánicos prebióticos surja la vida Stanley Miller afirma que sólo se necesitan 5-10 m.a para formar ADN a partir de compuestos orgánicos

¿Cómo?Moléculas orgánicas polimerizaron (gracias a diversas fuentes de energía, principalmente por calor) dando las primeras biomoléculas:

aa proteínas

nucleótidos ácidos nucleicos

Pero ¿Quién fue primero, el ADN-ARN o las proteínas? Para Oparin las proteínas, para Gilbert el ARN porque contiene información, puede expresar dicha información para sintetizar proteínas y es autorreplicativo (mundo de ARN) pero el ARN es inestable así que fue desplazado por el ADN posteriormente (mundo de ADN)

Otras hipótesis

Arcillas de Cairns-Smith: la arcilla puede replicarse, mutar y sintetizar ADN y proteínas

Pirita de Gunter: cuando se forma la pirita se libera energía que puede ser aprovechada para sintetizar compuestos orgánicos.

En cualquier caso, proteínas ó ADN, se envolvieron de una membrana y dieron lugar a la primera célula indiscutiblemente PROCARIOTA que por evolución ha dado lugar a todas las formas de vida actuales y extintas

Evolución celular: Teoría Endosimbiótica (Lynn Margullis)

Evolución

1 CÉLULA evolución DIVERSIDAD

La evolución es un hecho histórico, no se puede comprobar científicamente porque no se puede reproducir pero si hay pruebas científicas que lo demuestran

1- Pruebas biológicas

- Divergencia adaptativa: un órgano modifica su morfología al adaptarse a distintos modos de vida

Human Cat Whale Bat

-Órganos vestigiales: partes atrofiadas que han perdido su función en la especie actual. Ej. Cóccix en humanos vestigio del antiguo rabo de primates, apéndice, muelas del juicio

-Patrón bioquímico similar: mismo patrón de transmisión genética, mismas rutas metabólicas, misma estructura de la membrana celular…

-Embriología comparada: la ontogenia recapitula la filogenia (Haeckel)

2- Pruebas paleontológicas

-Series filogenéticas: un carácter cambia desde el fósil más antigua al más moderno en el mismo sentido

-Formas intermedias: Archaopteryx (ave-reptil)

- Pruebas moleculares: se basan en el hecho de que las mutaciones (alteración de los genes) ocurren a un ritmo constante se puede saber en que momento una especie se escindió en dos o calcular el grado de parentesco entre especies

6- ExtincionesExtinción: desaparición de una especie

6.1 La gran extinción

Hace 252 m.a (Paleozoico-Era Primaria-Pérmico)

Afecta a la mitad de las sps de la Tierra

Causas: vulcanismo la radiación solar disminuye (efecto pantalla: disrupción fotosintética aumenta CO2 y calentamiento global anoxia extinción masiva (EFECTO DOMINÓ)

Época ConsecuenciasPrecámbrico Superior, hace unos 670 millones de años

Disminuyó el Fitoplancton unicelular del océano

A finales del Ordovícico, hace unos 440 millones de años (1)

Eliminó unas 100 familias de animales marinos

A finales del Devónico, hace unos 370 millones de años (2)

Desaparecieron simultáneamente muchos grupos de animales marinos tropicales

 Al final del Paleozoico, hace unos 240 millones de años (3)

Desapareció el 95 % de todas las especies marinas

Hace unos 210 millones de años (4)

Desapareció el 50 % de las especies de reptiles

Al final del Cretácico, hace unos 65 millones de años (5) (METEORITO)

Se extinguieron los dinosaurios y el 70 % de todas las especies conocidas

LÍNEA K 5mm (arcilla con iridio-osmio)

Pero …¿ por qué se extinguen unas especies y otras no? ¿Por qué dicen que las cucarachas reinaran la Tierra?

Una especie ante condiciones adversas sobrevive dependiendo del nicho ecológico que presente, es decir, los requerimientos (recursos: alimentación y espacio) que necesite para vivir

Ejemplo: los dinosaurios se extinguen pero plantas con semillas, insectos, aves, pequeños mamíferos y reptiles no

Cae el meteorito incendios, erupciones volcánicas efecto pantalla en la atmósfera las plantas mueren y sólo sobreviven las que presenten formas de resistencia (semillas) los dinosaurios herbívoros no encuentran alimento y mueren los dinosaurios carnívoros se quedan sin presas y mueren ¿quién queda? los organismos que puedan alimentarse de carroña, de las semillas de las plantas, los que puedan desplazarse a grandes distancias para buscar alimento y los que puedan alimentarse de todos los anteriores….y además posteriormente quedarán muchos nichos disponibles

“Efecto rebote” modelos de prueba sobre los que actuará la selección

7- El origen del hombre

Orden Primates AntropoidesSimios

Homínidos

MonosProsimios

Mamífero arborícola

Características de los homínidos: BIPEDISMO Y POSTURA ERGUIDA (favorecido por el cambio climático) ¿Qué cambios anatómicos se producen?

- foramen magnum hacia abajo

- columna vertebral con 4 curvas para soportar el peso

- pelvis más corta y ancha

- piernas más largas

- dedo pulgar del pie paralelo al resto

EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS

1º Australopithecus afarensis: 1-1,5m. , 400-500 Vc, bípedos. 1974 Lucy en Etiopía

Australophitecus sp A. africanus

Homo rudolfensis

Homo habilis (2,5 m.a)

Hombre diestro, herramientas.

ÁfricaH.Ergaster (1,4 m.a)

Viaja a Europa y Asia

H.Antecessor (800.000 a.)

Explorador. El más antiguo de Europa. Vc 1000ml

H.Erectus (1,7 m.a)

800-1100 Vc

Europa,Asia,África

Fuego y piedras talladasH. heidelbergensis

H. neanderhalensis (Europa)

1500 Vc, cuida y entierra, caza y recolecta

H.Sapiens (África)

1400 Vc. Hereda la Tierra

Australophitecus Homo sapiensLaetoli 3,6 m.a

DERIVA CONTINENTAL