Evolución molecular del planeta Tierra

Liceo Miguel de Cervantes y Saavedra
Departamento de Biología
Profesora Alejandra Pérez
Guía de contenidos 3° medio Diferenciado
“Evolución molecular del planeta Tierra”
La mayor parte de los seres vivos que existen en la actualidad, proceden de otros seres vivos,
semejantes a ellos, que vivieron en el pasado.
¿Por qué razón los organismos de origen no lograron sobrevivir hasta nuestros días? ¿Tendría
nuestro planeta las mismas condiciones ambientales que existen en la actualidad?
Para intentar contestar estas interrogantes son necesarios algunos antecedentes:
a) El proceso de formación del Sistema Solar:
Las teorías que explican la formación del sistema solar sugieren que este se formó a partir
de una nube primordial de gas y polvo cósmico, que se condensó, dando origen al sol y a los
planetas.
Una de las teorías que explican la formación del universo, fue planteada por G. Gamow y recibe el
nombre de BIG BANG, según la cual, hace 20.000 millones de años, el universo era una masa densa,
compacta y caliente que explotó, dispersando polvo cósmico, residuos y gases.
La nube primordial estaba formada por hidrógeno, helio y pequeñas cantidades de carbono,
nitrógeno, oxígeno y hierro. En el centro de esta gran nube se habría condensado la mayor parte de
la materia, dando origen al sol y a pequeñas masas concéntricas que dieron origen a los planetas.
Cada uno de los planetas formados a partir de la nube primordial llegó a tener distintas condiciones
ambientales, de acuerdo a la distancia que presentaban del sol, y de acuerdo a los elementos que
los constituían.
b) La Tierra primitiva:
Las evidencias geológicas permiten suponer que nuestro planeta tiene una antigüedad de
5.000 millones de años, aproximadamente.
La atmósfera de la tierra primitiva estaba constituida por gas metano (CH 4), amoniaco (NH3), y agua
(H2o) en forma de vapor. Esta atmosfera contenía mucho más hidrógeno que la actual, por lo que
se considera “reductora”. La atmósfera actual del planeta contiene carbono en forma de CO 2,
nitrógeno en forma de N2, oxígeno en forma de O2 e hidrógeno en forma de H2O, por lo que se
considera “oxidante”.
Al enfriarse la corteza terrestre, el vapor de agua acumulado en la atmósfera primitiva se condensó
y se produjeron las lluvias que llenaron las partes bajas de la tierra, formando los océanos; bajaron
por las montañas y delimitaron los valles.
El agua de los océanos y las sales minerales dieron origen a una solución de gran importancia para
el inicio de la vida: la sopa primitiva.
Se estima que los primeros organismos vivos aparecieron en el planeta hace aproximadamente
3.500 millones de años. ¿Cuáles fueron los eventos previos que permitieron la formación de la
materia orgánica?
En 1920 Oparin y Haldane plantearon, por separado, las condiciones hipotéticas que la Tierra
primitiva habría tenido para dar origen a moléculas orgánicas sencillas a partir de compuestos
inorgánicos. Las condiciones generales que plantearon en sus hipótesis podrían resumirse de la
siguiente manera: poca o ninguna cantidad de O2 libre, presencia de C, H, N y O en la atmósfera y
en las aguas primitivas, y alguna forma de energía (solar, radiactiva). En ese momento, sus
planteamientos no fueron aceptados por la comunidad científica de la época.
c) Evolución química:
La síntesis prebiótica de compuestos orgánicos fue realizada por S. Miller y Urey en 1953, al
poner a prueba la hipótesis de Oparin.
El experimento de estos científicos consistió en hacer circular en un aparato de vidrio, estéril y
cerrado herméticamente, una mezcla gaseosa similar a la supuesta atmósfera primitiva (vapor de
agua, metano, hidrógeno y amoniaco).
Este sistema se sometió a descargas eléctricas con electrodos, similares a las que se supone que
habría experimentado el planeta en sus primeros periodos. La mezcla que se encontraba en una
región del aparato se mantuvo en ebullición mientras en el otro extremo se condensaban los gases
producidos después de circular por tubos de vidrio.
Miller hizo funcionar el sistema en estas condiciones durante una semana. Al cabo de este periodo
los resultados fueron sorprendentes. Una vez analizado el contenido del condensador, se detectó la
presencia de una gran cantidad de aminoácidos, además de otra variedad de compuestos
orgánicos.
Con posterioridad al experimento de Miller se ha obtenido una gran cantidad de compuestos
orgánicos en síntesis prebiótica.
d) Formación de los coacervados:
En 1938, Oparin propuso lo que llamó la teoría de la coacervación (Juntar). Este investigador
denominó coacervados a las mezclas de polipéptidos, ácidos nucleicos y polisacáridos, que fueron
capaces de realizar procesos metabólicos simples.
Según esta teoría, una gran cantidad de coacervados fueron desintegrados en los océanos
primitivos, otros se asociaron a iones como calcio, hierro y cobre, que los ayudaron a actuar como
catalizadores, acelerando así sus propias reacciones; se hicieron más eficientes y aumentaron de
tamaño. Sin embargo, esta teoría no explica cómo evolucionaron, ya que carecían de información
genética.
En la década de 1970, Sidney Fox, propuso un modelo que explica el origen de la materia viva, en la
que señala lo siguiente: en las regiones volcánicas, próximas al mar, las mezclas de aminoácidos de
desecaron y calentaron formándose polímeros. Estos péptidos serían capaces de formar
microesferas con cierta capacidad metabólica, y Fox denominó a estas microesferas proteinoides.
La combinación de dos o más proteinoides diferentes pudo ir paso a paso, acercándose a algunas
de las características que asociamos con la vida.
e) La primera molécula de la herencia:
Se piensa que la primera molécula que contuvo la información biológica fue el ARN.
Actualmente se sabe que algunas de estas moléculas tienen capacidad catalítica y que pueden
regular su autorreplicación. Posteriormente, esta función la cumpliría una molécula más estable: el
ADN, y la función catalítica, las proteínas enzimáticas.