TEORÍAS DEL ORIGEN DE

LA VIDA

¿Qué es la vida?

El término vida (latín: vita ), desde el punto devista de la biología, que es el más usado, hacealusión a aquello que distingue a los reinosanimal, vegetal, hongos, protistas, arqueas ybacterias del resto de manifestaciones de lanaturaleza. Implica las capacidades de nacer,crecer, reproducirse y morir, y, a lo largo desucesivas generaciones, evolucionar.

En el transcurso de la presentación encuestión, estudiaremos las siguientesteorías sobre el origen de la vida:

• Teoría de la generación espontanea

• Teoría de la Panspermia

• Teoría de la evolución

• Teoría de Oparin

Teoría de la Generación Espontanea

Generación Espontanea

Durante muchos siglos fue una convicción común que losanimales más pequeños podían nacer de la materia no viva,por generación espontánea.

La teoría de la generación espontánea, también conocida comoautogénesis es una antigua teoría biológica de abiogénesis.En las ciencias naturales, abiogénesis es el de cómo lavida en la Tierra pudo generarse de materia

El fundador de esta teoría fue Aristóteles, qu mediadosdel siglo IV a. C., se dedicó al e enciasnaturales.

El filósofo, afirmo que ciertos organismos (ranas, peces,gusanos e insectos) se originaban no sólo por lareproducción sino también a partir de la tierracalentada por el sol, suciedad o la materia orgánica endescomposición por la participación de una "fuerzaactiva" supranatural, mientras que las moscas nacíanen la carne descompuesta de las carroñas de animales.También pensaba que otros tipos de insectos salían dela madera, de las hojas secas y hasta del pelo de loscaballos. Según esta hipótesis, dicha fuerza podíaencontrarse en cuatro elementos (tierra, agua, aire yfuego) e incluso la luz solar era capaz de dar vida aaquello que no la poseía. En 1667, Johann B, vanHelmont, medico holandés, propuso una receta quepermitía la generación espontánea de ratones.

Facciones contra la generación espontaneaEstas convicciones erróneas sobrevivieron durante siglos hasta

que, hacia mediados del siglo XVII, el biólogo italiano.Francesco Redi demostró que, al menos para los animalesvisibles, la idea de la generación espontánea era falsa, que losgusanos blancos que colonizan la carne nacen en realidad dehuevos depositados por las moscas.

Needham diseñó, en 1745, un experimento. Preparó un jugo decordero y lo hirvió para destruir los gérmenes que, según susopositores, contendría. Para esa época se sabía que el calormataba los microorganismos. Sin embargo, después de untiempo se llenó de “animálculos”, algo que Needhaminterpretó como una afirmación de la teoría de generaciónespontánea.

También Spallanzani entró en ella. Realizó los mismosexperimentos de Needhad, pero sellando las botellas, lasponía a hervir, la dejaba reposar varios días y cuando haciaobservaciones no encontraba organismos vivos. Esto lo llevoa concluir que los organismos encontrados por Needhadprocedían del aire que penetraba a través del corcho.

El mayor oponente a esta teoría fue el químico francés LouisPasteur.

Los defensores de la generación espontánea criticaban losexperimentos, argumentando que el aire dentro del matrazcerrado se modificaba por el calentamiento de tal manera queno era capaz de permitir la generación espontánea. Pasteurconstruyó para refutar este argumento, un matraz en formade cuello de cisne, que ahora se designa corno un matraz dePasteur. En estos matraces, la curvatura de su cuello evitabaque el material externo, bacterias y otros microorganismos,alcanzasen el interior. El resultado: no aparecíanmicroorganismos pero bastaba con que el matraz se inclinarahasta permitir que el líquido estéril contactara con el cuello,para que el líquido se llenara de microorganismos.

Este simple experimento bastó para acabar con la generaciónespontánea.

Eliminar todas las bacterias o microorganismos de un objeto es unproceso que ahora denominamos esterilización y que condujo aldesarrollo de procedimientos eficaces de esterilización y alavance de la microbiología y de la ciencia de los alimentos.

Teoría de la Panspermia

Proveniente del idioma griego pan- todo y spermia- semilla.

Hipótesis: La vida esta diseminada en todo el universo. En la tierra comenzó la vida con la llegada de estas “semillas de vida”.

Origen de estas ideas: Son basadas por consideraciones de Anaxágoras.

Seguidores de la teoría:

• El biólogo alemán Herman Richter

• El químico sueco Svante August Arrhenius

• El astrónomo Fred Hoyle

Teoría de la radiospermia

• Svante Arrhenius, planteó que la radiación luminosa de las estrellas capturaba gérmenes y los impulsaba haciéndolos viajar por el espacio.

• Llamada teoría de la radiopanspermia.

• Teoría abandonada cuando Paul Becquerel demostró que estos supuestos gérmenes serían destruidos a causa de las radiaciones ultravioletas, las bajas temperaturas y el vacío casi absoluto.

Teoría de la litopanspermia

• Otro modelo en los años 60 planteó que: La vida podría viajar protegida en el interior de meteoritos, y haber llegado a nuestro planeta desde su lugar de origen.

• La litopanspermia• La supervivencia microbiana en el espacio quedó

demostrada en 1969, la nave Apollo XII trajo desde la Luna restos de la sonda Surveyor III, enviada allí en 1967. Se encontraron colonias de microorganismos que habían sobrevivido al viaje de ida y vuelta a nuestro satélite, y para ello habían recurrido a piezas de goma como fuente energía.

Teoría de la panspermia dirigida

• Sugiere que la vida pudo llegar a bordo de una nave espacial extraterrestre no tripulada.

• La teoría de la panspermia dirigida.

• Sugerida por Francis Crick, y sustentada por James Watson decubridores de la estructura del ADN.

• Será especulación mientras no se halle vida inteligente en otros sistemas solares.

Panspermia dirigida

• En 1961 Joan Oró especuló con la posibilidadde que los cometas habrían aportado a laTierra en gran número moléculas orgánicas.

• Ocho años después se realizaron meticulososanálisis de un meteorito caído en Australia, yse hallaron 74 aminoácidos distintos, 250tipos de hidrocarburos y las cinco bases queforman el ADN y al ARN (adenina, guanina,citosina, timina y uracilo). Otros estudios handado resultados equivalentes.

Estudios actuales de la teoría

• Un estudio de la Universidad del Estado deArizona en Tempe, Estados Unidos sugiere quelos meteoritos podrían contener la clave del iniciode la vida en la Tierra.

• Se han descubierto evidencias de que unmeteorito primitivo hallado en la Antártidaemitió una gran cantidad de amonio (NH4), unelemento clave para la formación de moléculasbiológicas complejas como los aminoácidos y elADN.

• La profesora Sandra Pizzarello, directora de lainvestigación asegura que meteoritos comoese podrían haber suministrado a la Tierra lacantidad suficiente de nitrógeno en la formacorrecta para que surgiesen las formasprimitivas de vida.

• Modelos como el de Carl Sagan muestran queen los primeros tiempos de nuestro planeta laaportación de estos compuestos a bordo demeteoritos podría haber ascendido a unas400,000 toneladas anuales.

Elementos a favor y en contra de esta teoría:• Existen estudios que sugieren la posible existencia

de bacterias capaces de sobrevivir largos períodos de tiempo incluso en el espacio exterior.

• Otros han hallado bacterias en la atmósfera a altitudes de más de 40 km donde, aunque no se espera que se produzcan mezclas con capas inferiores, pueden haber llegado desde éstas o desde el espacio.

• Bacterias Streptocpccus mitis que fueron llevadas a la Luna por accidente en la Surveyor 3 en 1967, pudieron ser revividas sin dificultad cuando llegaron de vuelta a la Tierra tres años después.

• Esta teoría es que no resuelve el problema inicial de cómo surgió la vida, sino que se limita a mover la responsabilidad del origen a otro lugar.

• Otra objeción a la panspermia es que las bacterias no sobrevivirían a las altísimas temperaturas y las fuerzas involucradas en un impacto contra la Tierra, aunque no se ha llegado aún a posiciones concluyentes en este punto (ni a favor ni en contra).

• Se conocen algunas especies de bacterias extremófilas capaces de soportar condiciones de radiación, temperatura y presión extremas que hacen pensar que la vida pudiera adquirir formas insospechadamente resistentes.

• El meteorito Murchison, que contiene uracilo y xantina, dos precursores de las moléculas que configuran el ARN y el ADN.

Y ahora, para comprender mejor esta teoría, ¿Qué les

parece un corto video?

Teoría de la Evolución

Interesante forma de evolucionar, ¿no? xD

Teoría de la Evolución

Como hemos observado hasta este punto, a lo largode la historia fueron elaborándose diversasteorías que intentaban explicar el origen de lasespecies y su extraordinaria diversidad. Sólo amediados del siglo XIX fue enunciada la queaparece como más convincente: la formulada porCharles Darwin, que en conjunto con nuevasinvestigaciones científicas realizadas en el campode la biología, forman lo que se conoce hoy comoTeoría de la Evolución.

La evolución biológica es el conjunto de transformaciones ocambios a través del tiempo que ha originado la diversidad deformas de vida que existen sobre la Tierra a partir de unantepasado común. La palabra evolución para describir talescambios fue aplicada por vez primera en el siglo XVIII por elsuizo Charles Bonnet en su obra Consideration sur les corpsorganisés. No obstante, el concepto de que la vida en la Tierraevolucionó a partir de un ancestro común ya había sidoformulada por varios filósofos griegos, y la hipótesis de que lasespecies se transforman continuamente fue postulada pornumerosos científicos de los siglos XVIII y XIX, a los cualesCharles Darwin citó en el primer capítulo de su libro El origen delas especies. Sin embargo, fue el propio Darwin, en 1859, quiensintetizó un cuerpo coherente de observaciones quesolidificaron el concepto de la evolución biológica en unaverdadera teoría científica.

• Pensamiento de Lamarck• El primer científico moderno que elaboró una teoría de la evolución

fue el francés Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Como más tarde haría Darwin, sugirió que todas las especies, incluso la humana, provienen de otras.

• Lamarck se interesaba por los organismos unicelulares y los invertebrados. Sus observaciones lo indujeron a pensar que las especies se van haciendo cada vez más complejas a medida que evolucionan. De acuerdo con su hipótesis, la evolución es producto de dos fuerzas combinadas: las características adquiridas, que en su opinión pueden ser transmitidas de padres a hijos, y la existencia de un principio creador universal, que hace que las especies alcancen cada vez mayor complejidad en su evolución. En relación con la primera de esas fuerzas, Lamarck sostenía que los órganos de un individuo se robustecen o se debilitan, según se haga uso asiduo de ellos o no; pero además, creía que esas características de un individuo en particular pueden ser transmitidas a su descendencia. Junto con ese motor de la evolución existía un principio creador universal, que era el que, según Lamarck, llevaba a las especies a alcanzar cada vez mayor complejidad.

• La teoría de Darwin

• El inglés Charles Darwin (1809-1882) realizó entre 1831 y 1836 un largo viaje de circunnavegación del mundo, a bordo de la fragata oceanográfica Beagle. Como fruto de sus observaciones se planteó el interrogante de por qué las especies animales y vegetales dan vida a mayor número de individuos que los que finalmente sobreviven, y que la Tierra podría sustentar. De allí, desarrolló su idea de que la lucha por la vida es una competencia feroz en la que sólo sobreviven los más aptos.

• La necesidad de supervivencia impone cambios, por presión de los competidores o por modificaciones en el medio. Está claro que los que resulten mejor adaptados tendrán más posibilidades de sobrevivir. Aquí, Darwin dirigió su atención a las prácticas de los criadores de animales domésticos y los agricultores, que realizan cruzas entre ejemplares de diferente origen para obtener descendencia con ciertas características como, por ejemplo, la posibilidad de disponer de vacas que sean mejores productoras de leche. En la naturaleza, dijo, también se produce esta selección: los individuos que poseen determinadas características, más adecuadas para una situación específica o un cambio en el ambiente en que viven, se alimentarán mejor, vivirán más tiempo y tendrán más descendencia. Llamó a este proceso selección natural.

• La adaptación de las especies

• De acuerdo con la teoría de Darwin, las especies se modifican por la selección natural, pero no según el proceso imaginado por Lamarck: no es que la jirafa tenga el cuello inusitadamente largo porque se alimenta de hojas y ramas de árboles, sino que la selección natural ha actuado, a través de las generaciones, favoreciendo a los individuos con cuellos más largos. En tiempos muy remotos, los antecesores de las actuales jirafas eran animales de cuello relativamente corto, con las habituales diferencias mínimas entre distintos individuos. Ante la posibilidad de alimentarse con ramas, constituía cierta ventaja tener el cuello un poco más largo de lo normal. Así, los animales con esas características vivían más, comían mejor, se apareaban más veces y transmitían a su descendencia sus principales características físicas, entre ellas, la tendencia al cuello largo.

• Pruebas de la evolución

• Darwin llegó a la conclusión de que la selección opera no solamente en el tiempo, sino también en el espacio. Cuando individuos animales o vegetales de una determinada especie se apartan del tronco común y quedan aislados durante suficiente tiempo (por ejemplo, por el surgimiento de una barrera natural, como el nuevo cauce de un río), desarrollarán características específicas que harán surgir una subespecie, diferenciada de la primera.

• Son muchos los ejemplos de adaptación al medio que apoyan la teoría darwiniana de la selección natural. Uno muy característico es el color de los animales. En la vida de los animales silvestres predominan los colores apagados, pardos, pardo-rojizos o grises. Sin embargo, muchos animales muestran sorprendentes adaptaciones, que en los vertebrados se deben fundamentalmente a la presencia de una sustancia llamada melanina, que se encuentran en las células de piel, pelos y plumas. Los osos polares y otros animales de zonas frías se mimetizan con el medio externo -terrenos helados o nevados- en el que viven. En las sabanas africanas, las rayas de las cebras y las manchas de las jirafas sirven para disimular su presencia, porque a la distancia su pelaje se confunde con los matices de colores de esos terrenos.

• La estructura de la piel responde por lo general a una función. Las escamas de los reptiles sirven para protegerlos contra el desgaste mecánico, muy intenso en estos animales por su roce constante con el suelo. Además, evitan la pérdida de agua corporal. El plumaje de las aves y el pelaje de los mamíferos cumplen también función de protección contra los agentes atmosféricos, y les permiten conservar una temperatura corporal constante.

• De todos modos, el mero parecido no es una señal segura de que exista parentesco entre dos especies animales. Las rosas tienen espinas y los cactos también: pero en las primeras las espinas son modificaciones de las yemas de los tallos, y en los segundos son las hojas de la planta, que han adoptado esa forma para reducir al mínimo la pérdida de agua por evaporación. Los delfines y ballenas son exteriormente muy parecidos a cualquier pez, pero tienen pulmones en vez de branquias, amamantan a sus crías -que, además, no nacen de huevos sino que se desarrollan en el útero de la madre- y tienen sangre caliente; sus supuestas aletas son dos pares de extremidades con cinco dedos, como en la mayoría de los demás vertebrados.

• Mendel y la genética

• Desde que Darwin formuló su teoría en 1859, se han acumulado muchas evidencias que la sustentan. Pero sólo a comienzo del siglo XX, con el desarrollo de la genética y el redescubrimiento de los experimentos del botánico austríaco Gregor Mendel (1822-1884), se pudieron explicar cómo funcionan el mecanismo de la herencia: de qué manera se transmiten las características que pasan de una generación a otra; por qué las mismas pueden desaparecer para luego reaparecer en generaciones posteriores, y cómo se originan las variaciones sobre las cuales actúa la selección natural. La combinación de la teoría de Darwin con los principios de la genética de Mendel se conoce como teoría sintética de la evolución. Constituye el fundamento de los trabajos de los biólogas actuales, en sus intentos de explicar los detalles de los mecanismos evolutivos.

Teoría de Oparin

• La teoría de Oparin fue una de las teorías que se propusieron a mediados de siglo para intentar responder a la pregunta: Si un ser es generado de otro ser precedente, ¿cómo surgió el primer ser?, después de haber sido rechazada la teoría de la generación espontánea (defendida, entre otros, por Jan Baptiste Van Helmont y John Needham) por los trabajos de Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani y, especialmente, Louis PasteurAsí, Oparin revisó varias teorías, como la propia generación espontánea o la panspermia, interesándose en cómo la vida inicialmente había dado comienzo, y apoyándose en sus conocimientos de astronomía, geología, biología y bioquímica para explicar el origen de la vida. Resumió su obra y sus principales conclusiones en su exitoso libro El origen de la vida, traducido a varios idiomas, entre ellos el inglés y el castellano.Gracias a sus estudios de astronomía, Oparin sabía que en la atmósfera del Sol, de Júpiter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el hidrógeno y el amoníaco. Estos gases son sustratos que ofrecen carbono, hidrógeno y nitrógeno, los cuales, además del oxígeno presente en baja concentración en la atmósfera primitiva y más abundantemente en el agua, fueron los materiales de base para la evolución de la vida.Para explicar cómo podría haber agua en el ambiente ardiente de la Tierra primitiva, Oparin usó sus conocimientos de geología. Los 30 km de espesor medio de la corteza terrestre constituidos de roca magmática evidencian, sin duda, la intensa actividad volcánica que había en la Tierra. Se sabe que actualmente es expulsado cerca de un 10% de vapor de agua junto con el magma, y probablemente también ocurría de esta forma antiguamente.La persistencia de la actividad volcánica durante millones de años habría provocado la saturación en humedad de la atmósfera. En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor.

• Oparin imaginó que la alta temperatura del planeta, la actuación de los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas en la atmósfera (relámpagos) podrían haber provocado reacciones químicas entre los elementos anteriormente citados, esas reacciones darían origen a aminoácidos, los principales constituyentes de las proteínas, y otras moléculas orgánicas.Las temperaturas de la Tierra, primitivamente muy elevadas, bajaron hasta permitir la fusión del vapor de agua. En este proceso también fueron arrastradas muchos tipos de moléculas, como varios ácidos orgánicos e inorgánicos. Sin embargo, las temperaturas existentes en esta época eran todavía lo suficientemente elevadas como para que el agua líquida continuase eváporandose y licuándose continuamente.Oparin concluyó que los aminoácidos que eran depositados por las lluvias no regresaban a la atmósfera con el vapor de agua, sino que permanecían sobre las rocas calientes. Supuso también que las moléculas de aminoácidos, con el estímulo del calor, se podrían combinar mediante enlaces peptídicos. Así surgirían moléculas mayores de sustancias albuminoides. Serían entonces las primeras proteínas en existir.La insistencia de las lluvias durante millones de años acabó llevando a la creación de los primeros océanos de la Tierra. Y hacia ellos fueron arrastradas, con las lluvias, las proteínas y aminoácidos que permanecían sobre las rocas. Durante un tiempo incalculable, las proteínas se acumularían en océanos primordiales de aguas templadas del planeta. Las moléculas se combinaban y se rompían y nuevamente volvía a combinarse en una nueva disposición. De esa manera, las proteínas se multiplicaban cuantitativa y cualitativamente.Disueltas en agua, las proteínas formaron coloides. La interacción de los coloides llevó a la aparición de los coacervados. Un coacervado es un agregado de moléculas mantenidas unidas por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. Oparin llamó coacervados a los protobiontes. Un protobionte es un glóbulo estable que es propenso a la autosíntesis si se agita una suspensión de proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos. Muchas macromoléculas quedaron incluidas en coacervados.Es posible que en esa época ya existieran proteínas complejas con capacidad catalizadora, como enzimas o fermentos, que facilitan ciertas reacciones químicas, y eso aceleraba bastante el proceso de síntesis de nuevas sustancias.

• Cuando ya había moléculas de nucleoproteínas, cuya actividad en la manifestación de caracteres hereditarios es bastante conocida, los coacervados pasaron a envolverlas. Aparecían microscópicas gotas de coacervados envolviendo nucleoproteínas. En aquel momento faltaba sólo que las moléculas de proteínas y de lípidos se organizasen en la periferia de cada gotícula, formando una membrana lipoproteica. Estaban formadas entonces las formas de vida más rudimentarias.Así Oparin abrió un camino donde químicos orgánicos podrían formar sistemas microscópicos y localizados (posiblemente precursores de las células) a partir de los cuales esas primitivas formas de vida podrían desarrollarse.Y en esta línea ordenada de procesos biológicos, van avanzando con cada vez más importancia: la competencia y la velocidad de crecimiento, sobre los que actuaría la selección natural, determinando formas de organización material que es característica de la vida del tiempo actual.