Origen de la vida

2.1 Origen de la vida

Teorías científicas a través del pensamiento científico. Es probable que el cosmos, integrado por todo

aquello que pertenece a la realidad, tuviera su origen hace unos 10,000 a 20,000 millones de años. La

región específica del cosmos en la que se encuentra nuestro planeta es el universo denominado vía láctea.

Por universo se entiende un conjunto formado por millones de estrellas, aunque el vulgo suele aplicar este

nombre al cosmos entero. El sol es una estrella de medianas dimensiones situada aproximadamente a dos

terceras partes de la distancia entre el centro y la periferia de la Vía láctea. El sol y sus satélites

planetarios constituyen el sistema solar. La teoría más aceptada sobre el origen del cosmos establece que

éste surgió hace muchos millones de años como resultado de una descomunal explosión de materia

densamente condensada: teoría del big bang o de la gran explosión. Los vestigios de esa antiquísima

explosión se han estudiado mediante poderosos telescopios que hoy día captan la luz emitida hace

millones de años por estrellas muy lejanas. Quizá nuestro sistema solar surgió como una nube giratoria de

gases que acabaron por condensarse formando el sol y los planetas. La Tierra debió iniciar su existencia

como una masa gaseosa, pero después de un tiempo se formó un núcleo de metales pesados como el

níquel y el plomo. Por encima de ese núcleo hay un manto grueso y, finalmente, una corteza relativamente

delgada que constituye la superficie del planeta. Una teoría postula que en un principio la Tierra era fría,

pero que se calentó al generarse colosales fuerzas de compresión durante la sedimentación y la síntesis

de los materiales del núcleo. La radiactividad también produjo enormes cantidades de calor. Después de

unos 750 millones de años, la Tierra se enfrió lo suficiente para que se formara la actual corteza. Así,

puede decirse que vivimos en un planeta relativamente frío. El universo en el cual nosotros vivimos no es

el único en el cosmos y se asemeja a otros tipos de universos. Asimismo, el Sol no es un tipo especial de estrella. Tampoco es rara su posición y, en cuanto a dimensiones, cabe decir que es de mediana estrella.

El planeta Tierra es más grande que Mercurio pro mucho más pequeño que Júpiter o Saturno. Todas las

teorías científicas acerca del origen de la vida exigen que la edad de la Tierra sea de varios miles de

millones de años. Se tienen pruebas que apoyan esa suposición. Una de las líneas de evidencia se basa en

la observación de otros universos y en los estudios de las atmósferas de nuestros planetas vecinos. Son

dos las principales teorías acerca del origen de la vía. La teoría creacionista, basada en gran medida en la

narración bíblica del Génesis, afirma que la Tierra no tiene más de 10,000 años de edad, que cada especie

fue creada por separado durante un breve lapso de actividad divina ocurrido hace unos 6,000 años y que

cada especie tiene a mantener a través del tiempo su peculiaridad única y bien definida. El creacionismo

científico, un replanteamiento reciente de la teoría creacionista postulado por un grupo de geólogo e

ingenieros conservadores, fue causa en Estado Unidos de una serie de infructuosas batallas legales

provocadas por los fundamentalistas, quienes se empeñaban en que los sistemas escolares laicos

estadounidenses incluyeran la teoría creacionista como parte de las clases de biología, en las que por

supuesto se enseña el concepto de evolución. La otra teoría (evolucionista) afirma que la vida surgió en un

punto selecto ubicado en el extremo superior del espectro continuo de ordenamientos cada vez más

complejos de la materia. Es decir, que cuando la materia se vuelve suficientemente compleja aparecen las

características asociadas con la vida. A pesar de que ésta es una teoría mecanicista, en ella se dio cabida

a epifenómenos biológicos como el amor, la conciencia, la moralidad, etc. cualidades que aparecen en las

formas biológicas más danzadas; por ejemplo, el ser humano. Los biólogos se inclinan por un origen

natural de la vida. Hipótesis de Alexandr Ivánovich Oparin En la teoría mecanicista de la vida se postula

que la mejor manera de explicar las complejas reacciones de los seres vivos es recurrir a las propiedades

de sus partes componentes, además, se afirma que una ordenada serie de fenómenos de causa y efecto

condujo al surgimiento de la vida a partir de conjuntos de sustancias inorgánicas sencillas, las cuales

fueron convirtiéndose en macromoléculas orgánicas cada vez más complejas. A. I. Oparin presentó a sus

colegas soviéticos en 1924 una clara y rigurosa explicación de cómo pudo haber acontecido esa evolución

de la vida a partir del reino abiótico de la química y la física. Para 1936, sus ideas ya habían sido

aceptadas en el mundo entero. La hipótesis de Oparin principia con el origen de la Tierra hace unos 4,600

millones de años. Es casi seguro que la atmósfera primitiva era reductora, quizá con altas concentraciones

de metano (CH4), vapor de agua (H2O), amoniaco (NH3) y algo de hidrógeno (H2). Una atmósfera de esa

naturaleza debió promover la síntesis química. Conforme la Tierra se enfrió, buena parte del vapor se

condensó para formar los mares primitivos. La mayor parte del trabajo experimental de Oparin se

relacionó con la exploración de las propiedades de los coacervados y su posible participación en la

evolución de las primeras células vivas. En opinión de este científico, desde las primeras etapas del

desarrollo de la materia viva debió haber síntesis de proteínas a partir de los aminoácidos. Stanley Miller

dio apoyo experimental a la idea de Oparin de que las condiciones y las moléculas inorgánicas simples de

la atmósfera primitiva del planeta tenían realmente la capacidad de combinarse para formar moléculas

orgánicas de los seres vivos. Miller, quien fue discípulo del premio Nobel Harold Urey (University of

Chicago), dispuso un aparato de Tesla que producía pequeñas cargas eléctricas en el interior de un

sistema cerrado que contenía metano, amoniaco, vapor de agua y un poco de hidrógeno gaseoso. Los

resultados de esa estimulación enérgica de una atmósfera parecida a la de la Tierra primitiva fueron

asombrosos. Se formaron diversas moléculas orgánicas entre las que se destacaron cetonas, aldehídos y

ácidos, pero lo más importante de todo fue que se sintetizaron aminoácidos. Dado que las proteínas son

indispensables para la estructura y el funcionamiento de las células vivas. Fig. 1: Origen de la vida NH3 +

CH4 + H2O + etc. Luz ultravioleta porfirinas nucleótidos aminoácidos porfirinas de Mg porfirinas de

hierro ácidos proteínas (clorofila) célula de proteína virus de escrapie células simples de ácido

nucleico virus de algas v. ácido nucleic cloroplastos mitocondrias células

complejas de ácido nucleico bacterias célula animal moderna célula vegetal moderna Origen de las

células Los coacervados complejo pueden mantener su estructura a pesar de que se encuentran en un

medio líquido amorfo. Por otra parte, a través de las fronteras del coacervado hay intercambio de

sustancias con el medio. Aunque tales límites parecer estar constituidos por moléculas de agua

orientadas y otras sustancias inorgánicas sencillas, sus propiedades son semejantes a las características

de permeabilidad observadas en las células y no sería remoto que fueran la estructura antecesora de la

membrana de la primeras células procarióticas. La complejidad cada vez mayor de las sustancias

orgánicas del interior del coacervado dependía de la política exterior de éste, la que cada vez era dictada por la membrana externa. Por su parte, la membrana iba aumentando su complejidad conforme llegaban a

su superficie las sustancias previamente introducidas en la célula. Aunque la evolución de las primeras

células es fundamental para probar un hipótesis mecanicista del origen de la vida, a muchos biólogos

también los intriga la transición entre las células procarióticas y eucarióticas. La importancia y el origen

de los organelos Desde principios del siglos XX los biólogos advirtieron que hay semejanza entre diversos

organelos delimitados por membranas y ciertas bacterias. Es particular, una de las similitudes más

notorias es la que hay entre los cloroplastos y las cianobacterias cargadas de clorofila. Asimismo, muchos

biólogos notaron el parecido que hay entre las mitocondrias y otras bacterias de vida libre. El hecho de

que los cloroplastos y las mitocondrias posean su propio ADN y puedan dividirse en forma independiente

del resto de la célula apoya la hipótesis de que estos y otros organelos fueron otrora bacterias

independientes que invadieron a las células primitivas y llegaron a establecer una relación permanente

con ellas. Se piensa que los invasores fueron simbiontes a los que beneficiaba al hospedero capacidades y

talentos de los que éste carecía. Esto significa que los cloroplastos bien pudieron ser cianobacterias que

confirieron propiedades fotosintéticas a las células que empezaron a darles alojamiento. Otras moneras,

sobre todo las de muy escasas dimensiones, pudieron dar origen de modo similar a otros organelos

características de la célula eucariótica. Lynn Margulis, de la Universidad de Boston, ha recabado un

impresionante número de pruebas a favor de esta teoría acerca del origen de los organelos llama teoría de

la endosimbiótica. La teoría ha sido aceptada ya por muchos citólogos y ha dado origen a un buen número

de trabajos experimentales encaminados a confirmaría o rechazaría. Hay células de formas y tamaños

muy variados. Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una

micra o μm (1 μm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran

las células nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden

alcanzar varios metros de longitud (las del cuello de la jirafa constituyen un ejemplo espectacular). Casi

todas las células vegetales tienen entre 20 y 30 μm de longitud, forma poligonal y pared celular rígida. La

Generación espontánea Aristóteles que los peces, las ranas, los ratones, los gusanillos y los insectos se

generaban a partir de un material creador adecuado, procedente del lodo, de materia orgánica en

descomposición y de los suelos húmedos. En la edad Media, esta teoría se vio reforzada por la literatura y

algunas ideas fantásticas como la que afirmaba que los gansos eran producidos por los “árboles gansos”,

bajo ciertas condiciones. En el siglo XVII, Juan van Helmont, un científico belga, construyó un aparato ara

generar ratones de las camisas viejas. En el siglo XVII, cuando el físico y poeta italiano Francesco Redi

refutó, en torno a 1660, la idea imperante de que las larvas de las moscas se generaban en la carne

putrefacta expuesta al aire. Francisco Redi (1626 – 1627), poeta y médico italiano llevó a cabo un

experimento de gran trascendencia, motivado por sus ideas contrarias a la generación espontánea.

Concluyó, como resultado de su experiencia, que los gusanos no eran generados por la materia putrefacta,

sino que descendían de sus progenitores como todos los animales. Redi formuló la llamada teoría de la

biogénesis en la que afirmaba que la vida sólo se origina de la vida. En 1768, el naturalista italiano Lazzaro

Spallanzani eclesiástico italiano, demostró que si un caldo se esteriliza por medio de calor y se tapa

herméticamente, no se descompone debido a que se impide el acceso a los microbios causantes de la

putrefacción. Spallanzani empleó en sus experimentos cultivos de vegetales y otras sustancias orgánicas,

que después de someter a elevadas temperaturas colocaban recipientes, algunos de los cuales cerraba

herméticamente, mientras que otros los dejaba abiertos, lo que dio como resultado que en los primeros no

se forma microbio, en tanto que en los abiertos sí. En 1836, el naturalista alemán Theodor Schwann

proporcionó pruebas adicionales mediante experimentos más meticulosos de este tipo. La polémica, que

duro más de dos siglos y en a que algunos científicos apoyaban la generación espontánea y otros la

biogénesis, concluyó con el empleo del “matraz de Pasteur”, inventado por el químico y microbiólogo

francés Louis Pasteur, quien resumió sus hallazgos en su libro Sobre las partículas organizadas que existen

en el aire (1862). En caldos de cultivo estériles, que se dejaba expuestos al aire, él encontraba, al cabo de

uno o dos días, abundantes microorganismos vivos. El botánico alemán Ferdinand Julius Cohn clasificó a

estos organismos entre las plantas (una clasificación vigente hasta el siglo XIX) y los llamó bacterias. Al

final, el físico británico John Tyndall demostró en 1869, al pasar un rayo de luz a través del aire de un

recipiente, que siempre que había polvo presente se producía la putrefacción y que cuando el polvo

estaba ausente la putrefacción no ocurría. Estos experimentos acabaron con la teoría de la generación

espontánea. La panespermia Existen, además de la generación espontánea, otras teorías que tratan de

explicar con ciertas bases científicas el origen de la vida en nuestro planeta. Una de ellas es la panespermia, propuesta en 1908 por Arrhenius, y que afirma que ciertos gérmenes vivientes llegaron

adheridos a algunos meteoritos, a los que se les da el nombre de cosmozoarios. Éstos, al encontrar las

condiciones adecuadas en los mares terrestres, evolucionan hasta alcanzar el grado de desarrollo que

presentan los organismos en la actualidad. Origen de la vida en la Tierra Es una declaración demasiado

obvia decir que las condiciones de la Tierra fueron distintas al principio de lo que son ahora. La superficie

del planeta fue quizá lo bastante caliente como para hervir el agua y la atmósfera consistió de gases

venenosos. Las condiciones eran inhóspitas para la vida, como la conocemos ahora; sin embargo, bajo

estas condiciones austeras, se piensa que la vida se originó hace aproximadamente 3 mil millones de

años. La mayoría de los científicos piensan que la vida surgió de sustancias abióticas. Alternamente,

algunos científicos sugieren que la vida, o cuando menos sus precursores, llegó a la tierra como esporas

llevadas en meteoritos o que quizá fue sembrada por alguna civilización extraterrestre tecnológicamente

avanzada. Sin embargo, estas alternativas sólo dan una respuesta; no explican cómo surgió la vida

inicialmente. TEORIA DE LYNN MARGULIS Lynn Margulis, de la Universidad de Boston, ha recabado un

impresionante número de pruebas a favor de esta teoría acerca del origen de los organelos llama teoría de

la endosimbiótica. Una de ellas, a la que daremos más énfasis, alega que estos orgánulos que forman

parte de las células eucariontes, fueron antes de esta era organismos unicelulares capaces de

autorreproducirse y de sintetizar la totalidad de sus proteínas. Contenían y contienen las típicas

macromoléculas informáticas y estructurales de la vida. O sea su mensaje genético, su genomio propio.

Hoy en día toda célula eucarionte tiene dos mensajes genéticos: el mitocondrial fuera del núcleo y el que

reside en el núcleo, inexistente en las formas que hasta ahora hemos visto. Tienen modernamente dos

códigos aparentemente diferentes. El mitocondrial tiene un par de instrucciones diferentes con respecto al

código "universal", que es el que se usa para la información en el núcleo. Material genético Origen

del núcleo surgir la Disperso Mitocondria Pared celular: de quitina Origen de la La undolipodia Origen

del Cloroplasto Relación de organelos que dieron origen a la célula eucarionte, presencia del ADN de cada

uno. La teoría ha sido aceptada ya por muchos citólogos y ha dado origen a un buen número de trabajos

experimentales encaminados a confirmaría o rechazaría. Hay células de formas y tamaños muy variados.

Algunas de las células bacterianas más pequeñas tienen forma cilíndrica de menos de una micra o μm (1

μm es igual a una millonésima de metro) de longitud. En el extremo opuesto se encuentran las células

nerviosas, corpúsculos de forma compleja con numerosas prolongaciones delgadas que pueden alcanzar

varios metros de longitud. Se piensa que lo más probable es que las mitocomdrias, que fabrican ribosomas

parecidos a los de las bacterias de pequeño tamaño y por los detalles de su composición química,

provengan de bacterias púrpuras no sulfurosas que eran originariamente fotosintéticas y que perdieron

esa capacidad. Taxonomía y sistemática: Clasificación de los organismos Organismo de la vida: El estudio

de la evolución es particularmente útil para dividir los organismos en grupos porque revelan cómo esos

organismos están emparentados cronológicamente y morfológicamente entre sí. La clasificación de los

organismos se denomina taxonomía, (Taxis = orden, rango) la taxonomía es la rama de la biología que se

ocupa de la clasificación de los seres vivos, y su tendencia actual es realizar clasificaciones naturales, la

sistemática clasifica a los seres vivos en diferentes categorías taxonómicas. Los taxónomos utilizan las

relaciones evolutivas para crear grupos. Aunque los esquemas de clasificación son por necesidad un tanto

arbitrarios, es probable que representen el “árbol genealógico” de las diversas formas actuales. Cada

organismo pertenece a uno de los cinco reinos. El reino es la categoría taxonómica más general. Esos

cinco reinos son: Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. El reino Monera está formado por organismos

unicelulares que carecen de núcleo y de muchas de las estructuras celulares de núcleo y de muchas de las

estructuras celulares especializadas llamadas organelos. Se dice que tales organismos son procarióticos

(pro = antes; karyon = núcleo) y se trata de las bacterias. Los demás reinos están integrados por seres

eucarióticos (eu = verdadero), cuyas células contienen núcleo y un repertorio más completo de organelos.

Los eucariotes unicelulares pertenecen al reino Protista, el cual abarca los protozoarios y otros protistas

vegetaloides y fungoides. Los organismos pluricelulares que producen su propio alimento están agrupado

del reino plantae; las flores, los musgos y los árboles son ejemplo. Entonces se puede decir que la

Taxonomía es una ciencia la cual estudia la clasificación de animales y plantas. Es probable que el primer

estudio científico sobre plantas consistiera en el intento de catalogarlas. Las primeras clasificaciones del

mundo vegetal eran artificiales, debido a los escasos conocimientos sobre la estructura de las plantas. La

más antigua establecía tres grupos: hierbas, arbustos y árboles. Estas categorías tan simples y arbitrarias

sirvieron, no obstante, como material de partida para una clasificación basada en las relaciones existentes entre los organismos. En época de Linneo se solía emplear tres categorías: la especie, el género, grupo de

especies de aspecto similar, y unas categorías superior, el reino. Los naturalistas reconocían tres reinos:

vegetal, animal y mineral. El reino todavía es la categoría más alta en clasificación biológica. Entre le nivel

del género y el nivel del reino, empero, Linneo y los taxónomos ulteriores colocaron varias categorías más.

Así, a los géneros se los agrupa en familias, a las familias en órdenes, a los órdenes en clases, y a las

clases en phylum. Estas categorías pueden subdividirse más o integrarse en una cantidad de categorías

que se emplean con menos frecuencia, como subfilo o superfamilia. Por convención, los nombres

genéricos y específicos se escriben en bastardilla. Mientras que los otros nombres de familias, órdenes,

clases y otros taxones cuyas categorías están por encima del nivel de género no, aunque se escriben en

mayúscula. La sistemática Como mencionamos antes, la sistemática es el estudio de las relaciones entre

los organismos. Para Linneo y sus sucesores inmediatos el objetivo de la clasificación era revelar el grande

e invariable designio de la creación especial. Después de 1859 se empezaron a contemplar las diferencias

y similitudes entre los organismos como consecuencias de su historia evolutiva (filogenia). Así, a los

géneros se los vino a considerar más como grupos de especies fraternas que divergieron hace poco, a las

familias como géneros divergentes no tan recientes y así sucesivamente. En consecuencia, con la

clasificación se procuró cumplir dos funciones distintas: proveer métodos útiles para catalogar los

organismos y reflejar el curso, a veces errático, de los cambios evolutivos. En la actualidad se discute si

ambas funciones son compatibles o no. El sistema de clasificación permite hacer generalizaciones. Ya que

hay información almacenada en la clasificación de un animal como mamífero, por ejemplo, o de una planta

como Anthophyta. Se puede observar que la progresar hacia abajo desde el reino hacia la especie,

aumentan los detalles, yendo de lo general a lo particular. En suma, la clasificación jerárquica es muy útil

para almacenar información y recuperarla. Como mencionamos antes, a la especie se la puede considerar

una realidad biológica, pero las otras categorías sólo existen en la mente humana. Tomemos por caso un

grupo familiar: algunos taxónomos, los “unicistas”, agruparían todos los gatos, con excepción de uno, en

el género Felis, incluyendo al chita porque no tiene zarpas retráctiles. Otros, los “divisionistas”, reservan la

designación Felis para los gatos más pequeños, como el puma, el ocelote y el gato domés

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