Origen
de la
vida
Ondas gravitacionales
anunciadas en feb 2016
Ondas gravitacionales
• Según la teoría de la
Relatividad de Einstein, ese
crecimiento acelerado del
Universo debía haber
generado una suerte de
ondas expansivas
gravitacionales que serían
capaces de ser observadas
incluso hasta nuestros días,
aunque ya débiles tras 13.800
millones de años.
• El haber podido comprobar
y detectar estas ondas
gravitacionales (2015)
implica que se podría
confirmar la teoría
fundamental de la
Cosmología de la "inflación"
que se refiere a la forma
acelerada y exponencial en
que se expandió el Cosmos
en esos primeros instantes
tras el Big Bang.
Origen de la vida
1. Formación del
planeta
2. Formación de las
macromoléculas
3. De protocélulas a
primeras células
4. De procariotas a
eucariotas
Teoría
Endosimbionte
Teoría Autógena
5. Multicelularidad
Formación del planeta
• Teoría de la Gran Explosión (“Big Bang”)
13.700.000.000 años
• Tierra tiene unos 4.600.000.000 años
• (4,6 eones)
• Tierra primitiva muy diferente
• Muy caliente, se enfrió, agua se condensó y llovió
• “Sopas calientes”, “caldo de cultivo primitivo”
• En las arcillas fue donde se dieron esas reacciones
• 1920-30 Oparin y Haldane
• Atmósfera pobre en oxígeno
• Rica en Hidrógeno, metano y amoniaco
• Evolución prebiótica
• Inorgánico a lo orgánico
Teoría de la Generación espontánea
refutada por Redi, Spallanzani y Pasteur (1861)
Si se quiebra el tubo,
y se deja un tiempo,
se desarrollan
microorganismos
Concentrado en el
frasco se hierve
para eliminar
microorganismos
El agua condensada
cierra la boca del
recipiente
Experimento de Urey y Miller 1950
Descargas
eléctricas
simulan
tormentas
eléctricas
Gases de
atmósfera
primigenia
Moléculas
orgánicas
aparecen a los
pocos días
De ARN a ADN
La evolución de la célula se produjo en estrecha
relación con la de la atmósfera y los mares
Mundo del ARN, ribozimas
(ARN con propiedades
catalíticas)
• Las primeras células se
supone eran heterótrofas
anaerobias, porque se
alimentarían de moléculas
orgánicas presentes en el
medio.
• Y qué pasaría si este
alimento se acabara...
Algunas células empezaron a fabricar
moléculas orgánicas
• Inicio de
fotosíntesis
• Fijación y
reducción de
CO2
• Nutrición
autótrofa
• Atmósfera reductora se transforma en oxidante
• Aparece el ozono en la atmósfera
Se inicia la revolución del O2
Mueren algunas células
Otras se adaptan…
• Algunas células
aprendieron a utilizarlo
para sus reacciones
metabólicas,
• lo que dio lugar a la
respiración aeróbica,
• y la nutrición
heterótrofa aerobia.
Origen de la vida en el planeta
Procariotas → Eucariotas
Se considera que el paso de célula procariota a
eucariota pudo darse a través de dos vías:
1. La aparición de la membrana nuclear, retículo
endoplasmático, aparato de Golgi, vacuolas y
lisosomas se explicaría mediante la Teoría
autógena.
2. La aparición de mitocondrias, cloroplastos y
peroxisomas se explicaría mediante la Teoría
endosimbiótica.
Teoría autógena (Taylor y Dodson 1976-79)
El desarrollo de un sistema membranoso daría lugar a los
compartimentos celulares especializados que posee
actualmente la célula
Explica la formación del sistema de endomembranas
compuesto por:
Retículo endoplasmático, Golgi y la membrana nuclear,
además de orgánulos como los lisosomas, peroxisomas y
vacuolas
No explica la formación de las mitocondrias y cloroplasto
que presentan una doble membrana
Teoría Autógena
“La célula eucariota proviene de la procariota por un
progresivo aumento de tamaño y complejidad, por selección
natural“
Teoría Endosimbiótica (Margulis, 1967)
• Explica el paso de células procariotas a eucariotas
• Serie de incorporaciones simbio-genética de bacterias que originaron
las células eucariotas
Hace 2.000-1.500 millones
de años la vida la
componían bacterias
• con alta capacidad de
adaptación para poder
sobrevivir a los
diferentes e inestables
ambientes de aquella
época.
Las mitocondrias y
cloroplastos son
similares a las
bacterias en muchas
características:
• se reproducen por
división
• poseen su propio
ADN,
• ribosomas 70S
• ARN ribosómico
Lynn
Margulis
1938-2011
Se conocen más de veinte metabolismos diferentes usados
por las bacterias:
• los pluricelulares usan el aeróbico
• las plantas utilizan el aeróbico y la fotosíntesis
Ejemplo de una simbiosis intracelular actual
Paramecium sp.
Chlorella sp,
un alga verde
Comparación entre las dos teorías
Evolución-Origen del núcleo
• Hipótesis de una teoría-simbiosis nuclear. La simbiosis implica la
entrada de una Arquea en la célula bacteriana. De esta forma, la
mayoría de los grupos de genes relacionados con el sistema
metabólico de Archaea hubiera sido reemplazado por los de
derivación bacteriana.
• Estudios de 2005 sugieren que el RE contribuye con la formación
de los peroxisomas, donando material lipídico para la membrana lo
que permite clasificar a estas organelas dentro de las organelas
derivadas. En 2010 otros sugieren la posibilidad de que sean el
resultado de endosimbiosis (¿?)
Tokumasa Horiike*, Kazuo Hamada*, Shigehiko Kanaya† and Takao Shinozawa. 2001. Origin of eukaryotic cell nuclei by
symbiosis of Archaea in Bacteria is revealed by homology-hit analysis. Nature Cell Biology 3 http://cellbio.nature.com 210-214
Protobiontes
(precursores de las primeras células
procariotas)
Se originaron por microesferas de
proteínas, carbohidratos, lípidos y
otras sustancias orgánicas rodeadas
por membranas lipídicas
Se agruparon dentro de envolturas
membranosas para constituir
organelas con funciones
especializadas
Ciertos sectores de la membrana se
invaginaron formando estructuras
membranosas y organelas dando
origen a los primeros protobiontes
Tenían capacidad para reproducirse
Los estromatolitos son:
• la evidencia de vida más antigua que
se conoce en la Tierra (3500
millones de años)
• Rocas en forma de columnas con
capas de cianobacterias
• Los primeros:
• recicladores del carbono
• que aportaron el oxígeno a la
atmósfera
• formadores de zonas de arrecifes.
• Recientemente encontraron unos microfósiles
más antiguos (3800mi)
¿ la vida surgió en los ambientes cálidos de las fumarolas del
fondo del océano poco después de que se formase el
planeta Tierra?
• NE Canadá fósiles de
organismos de hace
casi 3.800 millones de
años,
• aseguran que estas
formas de vida
primigenias podrían
estar desde hace 4.280
millones de años
Pequeños filamentos y tubos formados
por bacterias que se alimentaban del
hierro presente en las fumarolas
http://www.elmundo.es/ciencia/2017/03/01/58b71d2122601d14638b456f.html
Historia de la Tierra en un reloj de 24 horas
Primeros humanos
(11:59:40)
Formación de la Tierra
Primeras rocas
Primeras flores
11 12 1
10
MIDNIGHT
9
Primeros
organismos
multicelulares
8
6 p.m.
4
2
3
5
millones
1 Milesdedeaños
4
2
NOON
1 12 11
Primeros
procariotas
3
4
7
5
Primeros eucariotes
2
a.m. 6
7
3
8
10
9
Primer oxígeno
atmósférico
Organismos multicelulares
¿Ventajas y
desventajas de la
multicelularidad?
• Los primeros
organismos
multicelulares
• Plantas:
• Algas marinas primitivas
• Animales:
• Invertebrados marinos
Multicelularidad
VENTAJAS:
• Diferenciación de las
células para el
cumplimiento de funciones
específicas (división de
trabajo)
• Aumento de la eficiencia
de una célula para realizar
una determinada función.
• Cooperación e
interdependencia entre
células.
DESVENTAJAS
• Mayor gasto de energía
para mantener al
organismo
• Tamaño mayor supone una
disminución de la relación
superficie/volumen. Es más
lento el intercambio de
sustancias con el exterior.
• Reacciones metabólicas no
son tan rápidas
• La reproducción no es tan
rápida
La transición al ambiente terrestre
• ¿Qué
barreras se
tenían que
vencer?
• Gravedad
• Radiación
• Respiración
• Locomoción
• Órganos de los sentidos
• Alimentación
• Excreción
• Reproducción
• Cuido de las crías
Transición al ambiente terrestre
Briófitos: musgos y hepáticas
Anfibios
ENLACES
http://www.johnkyrk.com/evolution.esp.swf
• Experimento de Urey y Miller
http://cienciasnaturales.es/MILLER.swf (también tiene videos sobre plantas, animales, virus y bacterias.
• Como se inició la vida Aminoácidos Stanley Miller y Harold Urey .
http://www.youtube.com/watch?v=w9kiP7knmdg
• Como se inició la vida 22 Sopa de ingredientes Aleksander Oparin y JBS Haldane
http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&v=mRPSAeYQGco&NR=1
• Protobionte http://biocab.org/Protobionte.html
• Evolución. CARL SAGAN https://www.youtube.com/watch?v=Fn7UP5u-Vhg
• Evolución del ser humano. CARL SAGAN
https://www.youtube.com/watch?v=kmKG33SuNco
https://www.youtube.com/watch?v=Fn7UP5u-Vhg
• Teoría del Big Bang (muy completo)
https://www.youtube.com/watch?v=iJnxKhhUbmc
Breve historia del Big Bang
www.youtube.com/watch?v=a9L9-ddwcrE
La gran pregunta - Cómo comenzó el universo?, con Stephen Hawking!!! (superinteresante)
https://www.youtube.com/watch?v=1G4Ln_tsKy8
• Teoría del Big Bang (resumido) https://www.youtube.com/watch?v=R45jTWNucLU
• Descubren los microfósiles más antiguos del planeta
http://www.elmundo.es/ciencia/2017/03/01/58b71d2122601d14638b456f.html
Hoepfner D., Schildknegt, D., Braakman, I., Philippsen, P., & Tabak, H. F. 2005. Contribution of the
Endoplasmic Reticulum to Peroxisome Formation. Cell 122: 85–95. DOI 10.1016/j.cell.2005.04.025
Narendra D., Le Huyen A. T., Saruhashi S., Hamada K., Miyata D., Shinozawa T. (2010). The origin of
peroxisomes: The possibility of an actinobacterial symbiosis. Gene 450: 18–24
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