Proyecto de investigación. Origen de la vida

ÍNDICE

1. Teorías

Era Precámbrica

1. Origen del Sistema Solar (4600)

1. Aparición de las primeras rocas (4000-3900)

1. Primeras células vivas (Procariotas) (3900-3500)

1. Origen de la fotosíntesis (en las cianobacterias) (3500)

1. Acumulación de Oxígeno Libre en la Atmósfera (2200)

1. Primeros Eucariotas (2000-1700)

1. Para 1000 Primeros organismos Multicelulares

1. Alrededor de 1000 Primeros Organismos (invertebrados marinos de cuerpo blando)

TEORÍAS

En la época de los griegos Aristóteles de Estagira,  creía la idea de que los seres vivos se generan continua y cotidianamente, así la teoría de la generación espontánea. Hubo dos escuelas los idealistas y los materialistas que estaba formada por Anaximandro, Aristóteles, Jenófanes, Tales de Mileto, Heraclito, Empedocles, la modificaron como la materia inanimada interactúa con la materia viva formándose ciertos tipos de seres vivos, esto sin la intervención de una fuerza divina. Esta teoría fue aceptada por la antigüedad, la edad media y el comienzo de los tiempos modernos; esto gracias a que la iglesia católica manipulo esta teoría a su beneficio.

El medico belga Jan Baptista van Helmont en su libro redacta una receta para la formación de ratones en un recipiente con cascaras de trigo y ropa interior sudada, después de veintiún días el olor cambia y el fermento surgido de la ropa interior penetra a través de la cascara de trigo, transformando el trigo en ratones.  En 1668 el médico italiano Francesco Redi refuto la hipótesis de los gusanos a partir de la carne, en recipientes de vidrio; uno descubierto otro cubierto por una malla de tela, y el último cubierto por una tapa. El primero y segundo hubo huevecillos de moscas y el ultimo permaneció igual; el concluyo que era parte del ciclo de las moscas, aunque el aun creía en la generación espontánea.

El invento del microscopio por el holandés Anton van Leeuwenhoek, hizo despertar el interés por un nuevo mundo. Se realzaron varios experimentos donde comprobaban la generación espontánea. Uno de estos experimentadores era John Needham colocando en frascos herméticamente sellados diversas sustancias y calentándolas por unos cuantos minutos; en ellas se produjeron microorganismos. Lazzaro Spallanzani biólogo italiano no acepto estas estas conclusiones, realizo el mismo experimento pero los caldos los calentó por mayor tiempo para esterilizarlos, y efectivamente no fueron contaminados.

Esto se resolvió cuando la Academia de Ciencias de París propuso un premio para quien diera solución definitiva al problema. Entrando aquí Louis Pasteur padre de la microbiología 1862. Filtro el aire con algodón y los observo en el microscopio, estos microorganismos eran iguales a los comunes. Realizo otro experimento con unos matraces de cuello de cisne los cuales les agrego los caldos nutritivos y al calentarlos estiraba los cuellos, y los esterilizaba, argumento que en ellos podía entrar el aire y salir pero estos no se contaminaron, hasta que a uno le rompió el cuello y en poco tiempo se contamino; así gano el premio y derroto a los vitalistas.

Darwin introdujo el término evolución por su investigación de la selección natural, y Gregorio Mendel introdujo las leyes de la herencia, se descubren los cromosomas y se observó el proceso mitótico. Con los estudios del siglo XX, de las diferentes moléculas que forman a los seres vivos surge la bioquímica, se reutilizan las leyes de Mendel y se crea la ciencia de la genética, se crea la ley cromosómica y nace el estudio de biología molecular.

En los años de 1920 y 30, Alexander Oparin en Rusia y John B. S. Haldane en Inglaterra advirtieron que la atmosfera rica en oxígeno que conocemos no habría permitido permitido la generación espontanea de las complejas moléculas necesarias para la vida. El oxigeno reacciona facilmente con otras moléculas, rompe los enlaces químicos y de este modo simplifica las moléculas. Oparin y Haldane especularon que quizá la atmosfera primitiva de la Tierra, contenia muy poco oxigeno y era rica en hidrogeno, y conforme estas condiciones atmosféricas la vida pudo haber surgido de la materia inanimada mediante reacciones químicas ordinarias, este proceso de evolución se conoce como evolución prebiótica, (evolución antes de que existiera la vida) esta fue llamada la teoría quimiosintetica.

En 1953, Stanley Miller, estudiante de la Universidad de Chicago y su asesor, Harold Urey, de la Universidad de Chicago, inspirados en las ideas de Oparin y Haldane, se propusieron en simular la evolución prebiótica en un laboratorio. Intentaron reproducir la atmosfera primitiva de la Tierra, mezclando vapor de agua, amoniaco, hidrogeno y metano en un matraz. Una descarga eléctrica simulo las tormentas eléctricas que hubo en la Tierra. En este microcosmo experimental, Miller y Urey encontraron que aparecían moléculas organicas sencillas al cabo de unos días.

En experimentos similares se produjeron aminoácidos, proteínas cortas, nucleótidos, trifosfato de adenosina (ATP) y otras moléculas características de los seres vivos. Quizá los geoquímicos nunca lleguen a saber como era exactamente la atmosfera primigenia, pero es indudable que se sintetizaron moleculas organicas en la Tierra Primitiva. Otras moléculas llegaron del espacio, en los meteoritos y cometas que se estrellaban en la superficie terrestre. Un análisis moderno de meteoritos recuperados de los cráteres de impacto en la Tierra ha permitido saber que algunos meteoritos contienen concentraciones relativamente altas de aminoácidos y otras moléculas organicas sencillas, similares a las que se generaron en el experimento de Miller y Urey.

DESDE EL ORIGEN DEL UNIVERSO 

En el siglo XX se cree que el Universo es estatico lleno de un material desconocido en el que se dispersa la luz. En 1905 y 1915 Albert Einstein postula la Teoria de la Relatividad que tiene por consecuencia que no existe un medio interestelar, el Universo es curvo; se contrae o se expande. El efecto Doopler es descubierto por Edwin P. Hubble en 1919, 1929; si la fuente se corre al rojo, esta se aleja y si corre al azul, se acerca. Friedman y Hubble descubren que las galaxias corren hacia el rojo lo que lleva a la Constante de Hubble o la expansión del Universo. La consecuencia directa de este concepto es que en algún momento toda la materia estuvo junta en un solo punto; así la Teoría del Big Bang.

Hace 12 000 millones de años toda la energía y la materia se encontraba en un solo sitio mas pequeño que una moneda; a partir de este punto comenzó a enfriarse y expandirse rápidamente para llegar a formar partículas elementales de energía llamadas quarks, al tener un tamaño como el de la galaxia actual, los quarks quedaron confinados como neutrones y protones y estos comenzaron a formar los núcleos de los elementos (Hidrogeno y el Deuterio). Transcurridos 300,000 años  el cosmos alcanzo un tamaño mil veces menor al actual y este formo atomos neutros los cuales se concentraron en densas nubes de gas que se transformarían en estrellas y en las estrellas, por fusión nuclear se formarían los átomos más complejos como el oxígeno, el carbón, calcio, hierro, entre otros con la liberación de energía (reacciones nucleosintéticas).  Cuando el Universo alcanzo la quinta parte de su tamaño actual las estrellas se agruparon para formar las primeras galaxias los elementos mas pesados como uranio se sintetizaron gracias a las ondas de choque generadas pro la explosión de las supernovas, ya que su energía es necesaria para la formación de nucleos pesados. A partir de esto se formaron los planetas, hasta ahí el cosmos alcanzo su talla actual. La vía láctea es la galaxia donde esta ubicado el  sistema  solar,  este  posee  una  forma de espiral, con prolongaciones compuestas de gases y polvo cósmico a manera de brazos giratorios.  Estas  nubes  contienen principalmente agua, monóxido de carbono y  amoniaco, también  se  han detectado  aminoácidos y más moléculas diferentes. En  uno  de  los  brazos  de  la  Vía  Láctea  se empezó a condensar una nube gaseosa, que primero  adquirió  la  forma  de  un  disco giratorio  en  cuyo  centro  de  mayor condensación  de  materia,  dio  origen  a  la formación  de  una  estrella  llamada  Sol.

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