Orígen de la vida

Trabajo realizado por los alumnos de 5to Bio. (Dario Arteaga, Edwin Cueva, Pablo Delgado, Soledad Falcon, Daiana Lambertini, Karla Loyola, Ivana Mich, Gaston Pardo Mollo, Deisy Pomajulca y Vanesa Vega) con la colaboracion del Profesor del área de Ciencias Biológicas Agustin Dell' Aica


Cuándo y cómo comenzó la vida en la tierra

Para conocer la antigüedad de la vida sobre la tierra los científicos recurren a una ciencia la paleontología que se ocupa del estudio y la búsqueda de restos de seres o estructuras biológicas de restos fósiles.
La edad de la tierra se calculo con métodos radiactivos. Hay elementos que emiten radiaciones y se transforman en otros elementos como el U 238 (uranio) que tarda 4500 millones de años para transformarse en elementos mas estables, como por ejemplo el C14, que tarda 5730 años para pasar a C12, a esto se le llama periodo de vida media.
La atmósfera primitiva es reductora porque era pobre en oxigeno libre, o no tenia o no estaba en forma de gas, sino formado por compuestos. Había vapor de agua, metano, dióxido de carbono, monóxido de carbono, gas nitrógeno, acido sulfhídrico y amoniaco. No todos los científicos están de acuerdo con esta composición, pero si todos coinciden en que había CH4, NH3 y H2O y probablemente H2, pero si, todos afirman que la atmósfera primitiva era reductora.
Hay varias teorías sobre el origen de la vida sobre la tierra:
A) la divina o teológica;
B) la extraterrestre;
C) la generación espontánea;
D) la teoría de Oparin-Haldane;
E) la teoría de Foz
F)la Termo-Volcánica

A) Teoría teológica:

La mayoría de las culturas primitivas desarrollaron mitos sobre como dioses o demonios crearon los primeros seres humanos y otras formas de vida. La religión cristiana sostiene que la vida fue creada por Dios.

B) Teoría extraterrestre:

Tiene dos posturas, la cosmozoaria y la panespermia. La cosmozoaria fue sostenida por Ferdinan Cohn, quien afirmaba que la vida había llegada a la tierra a través de otros planetas transportadas por meteoritos o polvo cósmico, estos habrían flotado en el espacio hasta legar a la tierra, esta era una vida primitiva representada por gérmenes llamados cosmozoarios.
La panespermia fue elaborada por el químico Arrhenius quien postulaba que la vida provenía de otro sistema solar y que había viajado a través del espacio hasta llegar a la tierra mediante radiaciones.

C) La teoría de la generación espontánea:

En la antigüedad y durante la edad media, se pensaba, que el agua en la que existía materia orgánica en descomposición, era fuente de vida.
Van Helmont escribió una receta para producir ratones en 21 días partiendo de una camisa sucia en contacto con granos de trigo. Supuestamente el principio activo se encontraba en el sudor humano.
En el siglo XVIII se realizo el primer estudio científico para demostrar la falsedad de esa teoría lo realizo F. Redí que probo que no surgen seres vivos si se quita las cosas vivas. Lo comprobó con el experimento de los cuatro frascos con pescado, serpiente, un trozo de carne de vaca y una anguila en frascos cerrados. Por otra parte lleno también otros cuatro frascos con el mismo contenido pero los dejos abiertos. Los resultados es que los frascos destapados no solo tenían gusanos, sino moscas, donde Redí dedujo que los gusanos salían de los huevos depositados por las moscas y que las moscas se originaban de los gusanos.
Van Leeuwenhoeck armo el primer microscopio simple de unos 200 aumentos y observo a través del mismo varias sustancias, y encontró que en ellas había organismos muy pequeños.
A fines de la edad media Needham tomo jugos vegetales y líquidos con partículas de alimentos, calentó los líquidos y los coloco en un tubo de ensayo, los sello para que no entrara aire y los volvió a calentar. Luego observo en ellos la presencia de pequeños organismos, solo pudo explicar eso con la teoría de la generación espontánea.
Spallanzani coloco diferentes jugos vegetales en tubos de ensayo, los sello e hirvió sus contenidos por una hora y observo que no tenían organismos vivos a esto Needham respondió que Spallanzani cerro herméticamente los tubos y los hirvió método por el cual llego a matar a esas infusiones vegetales, ha debilitado destruido el principio activo de las sustancias de la infusión, por eso no se desarrollaron los organismos.
Pasteur tuvo que hacer dos experimentos para invalidar la teoría ya que los científicos pensaban que las formaciones estaban en el aire no estaban vivos, no son ellas sino algo mucho menor lo que enfrenta engendros de seres vivientes que se observan en las cosas podridas. Él tenía que demostrar que en el aire había una masa de microorganismos y que de ahí salía la vida.
1º experiencia: Hizo pasar aire a través de filtros de algodón pólvora, utilizo un tubo que lleno con el algodón se los coloco en la boca y aspiro fuerte. Objetivo: que en le algodón quedaran partículas y microorganismos del aire a nivel del mar: Pasteur disolvió el algodón contaminado en un vaso y en el fondo mostró la presencia de microorganismos.
2º experiencia: En un matraz de cuello largo coloco un caldo nutritivo, luego lo calentó y le dio forma de cuello de cisne: Hirvió el líquido hasta eliminar el aire del matraz y de esta manera destruía a los microorganismos que pudieran quedar en el caldo. El caldo de matraz quedaba aislado del aire y el caldo depositado en el cuello impedía su entrada. Luego sellaba el pico, su contenido no fermentaba. A los días hay fermentación en el caldo depositado en le cuello y no en el matraz. Conclusión: el polvo en suspensión en el aire contiene microorganismos que constituyen el origen de la aparición de la vida y si la teoría fuese cierta se tendría que haber desarrollado vida en ambos caldos, matraz y cuello.

D) La teoría de Oparin-Haldane:

Esta teoría sostiene que los gases disueltos en la atmósfera primitiva habrían reaccionado químicamente para formar compuestos orgánicos no biológicos. Estos compuestos orgánicos no biológicos y los orgánicos biológicos más simples (aminoácidos y azucares) son la base de la macromolécula que caracterizan a los seres vivos: proteínas, fosfolípidos, etc. Estas macromoléculas se forman a través de un proceso químico llamado polimerización.
El bioquímico Ruso Oparin planteo que las sustancias orgánicas están formados por un nº reducido de átomos de C, H, O, N y que las condiciones de la tierra primitiva y su atmósfera eran muy diferentes de la actual; era reductora y sin oxigeno libre. Según Oparin la materia orgánica se había producido por las radiaciones ultravioletas a partir de los compuestos inorgánicos en la atmósfera. (H2O, CO2, NH3, CH4) esas moléculas se fueron combinando y formando moléculas mas complejas, de distintas sustancias, como moléculas de aminoácidos y proteínas, estas constituyen un importante eslabón en el proceso evolutivo que ha dado origen a los seres vivos.
Estas sustancias proteicas se encontraban disueltas pero mas tarde sus partículas empezaron a agruparse entre si constituyendo enjambres moleculares y finalmente separaron de la solución en formas de pequeñas gotas (los coacervados).
La estructura de los coacervados se fue perfeccionando en el transcurso de millones de años.
En 1929 Haldane propone una teoría semejante postula que esos compuestos orgánicos se concentraban en los océanos formando el caldo primitivo. La diferencia entre la teoría de Oparin y Haldane, radicaba en si había aparecido primero la capacidad de metabolizar, en cambio Haldane decía que se había desarrollado una macromolécula capaz de auto duplicarse esta molécula seria el ADN que fue asimilado por un coacervado.
.Urey y Miller llevaron estas teorías al laboratorio colocaron en un recipiente una mezcla de metano, hidrogeno, amoniaco y agua, calentaron hasta vaporizar esas sustancias y le sometieron a descargas eléctricas, luego de un tiempo observaron en el agua la formación de aminoácidos y azucares sencillo. También sometieron una mezcla de H2O, CO, CO2, N2 con radiaciones ultravioletas y así lograron producir muchos de los aminoácidos presentes en la naturaleza como lisina, etc.

E) La teoría de Fox:

Fox postula que la formación de polímeros puedo haberse dado en un ambiente seco y caliente y lo demostró trabajando con mezcla de aminoácido y a no muy altas temperaturas (130 ºC), que los mismos se polimerizan espontáneamente.
Fox también postulo una teoría sobre las primera formaciones de vida. Para Fox los compuestos orgánicos del caldo primitivo, pudieron haber sido arrastrado y abandonados en las orillas de los océanos primitivos, se habrían secado por evaporación y polimerizando por el calor, a este polímero prebiológico, Fox lo llamo protenoide termal. Estos protenoides tenían la propiedad de que al calentarse en solución acuosa concentrada se unen formando microesferas y desarrollaban un limite externo muy similar a la membrana celular. Las microesferas, que se desarrollaron a expensas de protenoides en solución pueden dividirse como si fueran bacterias.
Para Fox las primeras formaciones fueron microesferas y no coacervados.
Es evidente que tanto la teoría de Oparin como la de las micoresferas de fox, establecen un comportamiento es común que responden a las propiedades de los polímeros en solución.
Fox supone que antes de formarse las células en el caldo primitivo, se hallaban gotitas (coacervados y microesferas) especiales por sus propiedades químicas que les permitían sobrevivir algún tiempo para después dispersarse.
Las microesferas son sistemas que poseen las características de un coloide, es decir, sus partículas no forman una solución, no se disuelven en el medio ni tampoco se depositan en el fondo; en un coloide las partículas deben tener un tamaño determinado.
Las microesferas con características de sistemas coloidales habrían desarrollado la capacidad de tomar del medio moléculas y energía, y junto con la capacidad de auto duplicarse, había iniciado una forma muy primitiva de vida tal vez más simple que las células actuales.


F) Teoría termo volcánica:

Esta teoría se basa en la transformación de dos compuestos químicos: el acido cianhídrico y el formaldehído. Paradójicamente, aunque se recurre a estas dos moléculas para explicar el origen de la vida, hoy en día son utilizadas como sustancias de muerte, el formaldehído o formol se lo emplea para la conservación de órganos en le laboratorio y es toxico, el acido cianhídrico es sumamente letal y se lo utilizo en las cámaras de gases para matar.
Hace miles de años, surgió del mar una cadena de enormes montañas de origen volcánico, las cuales formaron una isla continente.
Por causa de las grandes altitudes de estas montañas, la isla presentaba diferentes climas, en la parte oriental de la isla el clima era frío y frecuentemente nevaba o caía granizo, en la parte central el clima se presentaba templado, en la parte occidental se observaba un clima calido y rara vez llovía.
La atmósfera de esta isla era reductora, estas condiciones favorecían a la formación de acido cianhídrico. Las lluvias y nevadas eran abundantes en compuestos químicos.
De los picos mas altos de estas montañas descendían grandes glaciares, los cuales fueron arrastrados montaña abajo, estos llegaron a la meseta central, y se fundieron en una fuente termal acida. El acido cianhídrico reacciono en esta fuente, formo adenina, la cual fue arrastrada hacia una corriente mas importante, al suceder esto, paso por suelos alcalinos, los cuales neutralizaron una parte de la adenina.
El excesivo calor, provoco, que a partir del acido cianhídrico se formara formaldehído, el cual era evaporado y quedaba en el aire. Al llover (rara vez sucedía), el formaldehído, volvía a la tierra y formaba riachuelos o lagunas hirvientes con numerosos minerales.
Al ponerse en contacto los riachuelos de formaldehídos con las lagunas minerales, se producía una reacción química, que como resultado dio ribosa.
Confluían los arroyos de ribosa y adenina en la meseta central, hasta que fueron a descender por una cascada que los dejo casi a nivel del mar.
Gracias al persistente calor y la presencia de sal marina, la adenina y la ribosa formaron nucleósido adenosina. Este, arrastrado por grandes olas, se deposito en unas charcas (denominadas charcas de Darwin). Estas gigantescas olas aportaron los minerales necesarios, para que, junto con la adenosina se formara ARN.
El persistente calor que se encontraba en esta parte de la isla, hizo que la charca se secara casi por completo, dando así origen a los nucleótidos. Estos tras mucho tiempo y procesos químicos, pudieron replicarse. Así, se había creado la vida y podía darse inicio a la evolución.