Origen y evolución de Origen y evolución de la vida
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Origen y evolución de la vida Angel Pérez Ruzafa 4.600 m.d.a 3.000 m.d.a 1.000 m.d.a 400 m.d.a 40.000 años Cazador-recolector 30.000 años Inicio del uso de energías exosomáticas Aprender de la naturaleza (anticipación) Uso de herramientas Uso del fuego Plate tectonics animation from http://www.ucmp.berkeley.edu/ The number in the lower right represents millions of years ago. Miller, 1953 L vida: La id un sistema it alejado l j d del d l equilibrio ilib i Sistemas abiertos complejos autoorganizados que mantienen su estructura e identidad desorganizando el entorno (disipando energía) con el que intercambian materia y energía y tienen capacidad de reproducirse La vida un sistema alejado del equilibrio Sistema aislado Sistema aislado Es un sistema que no tiene interacciones fuera de sus límites Sistema cerrado Es un sistema que intercambia energía con el ambiente exterior, pero no materia materia. Sistema abierto Sistema abierto Es un sistema que intercambia tanto materia como energía con el ambiente exterior. Flujos de materia y energía en la naturaleza Las leyes de la termodinámica Primera Ley: Principio de conservación de la energía La energía de un sistema aislado permanece constante. dQ dU dW Q: calor suministrado U: energía interna del sistema W: trabajo realizado La energía no se crea ni se destruye, destruye solo se transforma transforma. Experimento de Joule para demostrar la transformación d lla energía. de í C Cuando d se eliminan li i llas restricciones, ti i lla energía potencial, en forma de peso suspendido, se convierte en energía cinética de una rueda que agita el agua aislada de otras entradas o salidas de energía. El g movimiento de la rueda calienta el agua proporcionalmente a la caída del peso. (From Swenson, 1997a. Copyright 1997 JAI Press. Used by permission). Segunda Ley de la Termodinámica: Ley de la entropía o de la irreversibilidad de los procesos macroscópicos espontáneos T1>T2 Transferencia de calor T1 ∆Q T2 ∆S = entropía = ∆Q/T caliente fí frío Donde S es la entropía Q es la cantidad de calor T1 y T2 es la temperatura de los sistemas 1 y 2, respectivamente T es la temperatura absoluta a la que tiene lugar el proceso y el símbolo ∆ significa incremento de Segunda Ley de la Termodinámica Transferencia de calor ∆Q = Q1- Q2 = Trabajo mecánico T1 Q1 Q2 T2 motor C d Condensador d o refrigerante fi t caldera T3 T3 motor La vida: un sistema alejado del equilibrio termodinámico Desorganización del entorno y aumento de la entropía Energía de baja calidad Materia desorganizada Energía de alta calidad Materia altamente organizada Aumento de la estructura y el orden interno La vida: un sistema alejado del equilibrio termodinámico 5’CpCpGp3’ 5’CpCpGp3’ PP e + 3’GpGpCpGpCpCp5’ P+P e* hν Niveles de organización biológica Biosfera Biología g Ecología Ecosistema Comunidad Población Organismo Sistema Órgano Tejido Célula + lu uz CO2 H2S CO2 - H2S CH4 Bacterias del azufre CO2 CH2O S CH2O Bacterias sulfatorreductoras SO42- oxíge eno lu uz + 3.500 m.a. H2O Cianobacterias O2 CO2 CH2O CO2 CH2O - H2S Bacterias del azufre CO2 S CH2O Bacterias sulfatorreductoras SO42- 2.500 m.a. oxíge eno lu uz + Heterótrofos CO2 CH2O H2O Cianobacterias O2 CO2 CH2O CO2 CH2O - H2S Bacterias del azufre CO2 S CH2O Bacterias sulfatorreductoras SO42- 1.800 m.a. huesos conchas músculos Animalia Taninos lignina celulosa Plantae Histogénesis Embriones en los tejidos maternos Blástulas Agrupaciones celulares complejas Meiosis gamética Protoctista Diferenciación celular Pluricelularidad Fotosíntesis Fungi fagocitosis movilidad intracelular endomembranas Dicariosis Esporas por meiosis cigótica Conjugación Mitosis Meiosis Centroides Zoosporas Pluricelularidad Endosporas Fermentación Movimiento Basidios Respiración Resistencia R i i all calor l y a los ácidos Espiroquetas Espiroplasmas Cianobacterias cocoideas Cloroxibacterias Bacteria (Monera, Procariotas) Termoplasmas Paracocci Bdelovibrios 4.600 m.d.a Reproducción p sexual 3.000 m.d.a 1 000 m 1.000 m.d.a da oxíge eno lu uz + Precámbrico 680 m.a. H2O Herbívoros CO2 CH2O H2O Cianobacterias Algas O2 CO2 CH2O CO2 CH2O - H2S Bacterias del azufre CO2 S CH2O Bacterias sulfatorreductoras SO42- Precámbrico / Ediacara / 680 m.a. Evolución progresiva por selección natural Extinción de ramas aisladas Explosiones de formas de vida Evolución progresiva por selección natural Extinciónes en masa por eventos imprevisibles Evolución y ocupación de nichos a partir de los supervivientes Extinción Ordovícico / 500 m.a. Silúrico 450 m.a Devónico / 400 m.a. Latimeria / Celacanto Dipterus /pez pulmonado Devónico / 380 m.a. Pérmico Dificultades a superar: Respiración Soporte del peso Dependencia del agua Dimetrodon Reptiles: Cambios en el oído para captar los sonidos del aire Huevo cerrado (independencia del agua) Extinción del 75 % de las Familias de anfibios y reptiles p CENO OZÓICO CRETÁCICO 245 JURÁSICO 400 RIÁSICO TR PÉRMICO 600 CARBONÍFERO DEV VÓNICO SIILÚRICO ORDO OVÍCICO CÁM MBRICO PRECÁM MBRICO Núm mero de ffamilias 900 600 300 0 200 0 Tiempo geológico (millones de años) Primeros ancestros de los dinosaurios Parasuchus / Triásico Radiación de los Dinosaurios CENO OZÓICO CRETÁCICO 245 JURÁSICO 400 RIÁSICO TR PÉRMICO 600 CARBONÍFERO DEV VÓNICO SIILÚRICO ORDO OVÍCICO CÁM MBRICO PRECÁM MBRICO Núm mero de ffamilias 900 600 300 0 200 0 Tiempo geológico (millones de años) 400 65 CENO OZÓICO 200 CRETÁCICO 245 JURÁSICO RIÁSICO TR PÉRMICO 600 CARBONÍFERO DEV VÓNICO SIILÚRICO ORDO OVÍCICO CÁM MBRICO PRECÁM MBRICO Núm mero de ffamilias 900 600 300 0 0 Tiempo geológico (millones de años) Extinción de los Dinosaurios R di ió de Radiación d llos mamíferos
