LICEO BICENTENARIO ORIENTE DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Y. ESPINOZA M. GUÍA SÍNTESIS DE CONTENIDOS N°1 ¿DE QUÉ ESTAN FORMADOS LOS SERES VIVOS? NOMBRE: ………………………………………………………………………………………. CURSO: …………………………… FECHA: ………………………….. OBJETIVOS: -Explicar que el conocimiento científico, como por ejemplo de la célula, está sujeto a permanente revisión y a eventuales modificaciones de acuerdo a la evidencia disponible. CONTENIDOS: -Teorías del origen de la vida -Teoría celular HABILIDADES DE INVESTIGACIÓN: -Formular y fundamentar predicciones. -Planificar una investigación experimental sobre la base de una pregunta y/o problema y diversas fuentes de información científica. -Discutir en forma oral y escrita las ideas para diseñar una investigación científica. 2. EVOLUCIÓN BIOLÓGICA: I. TEORÍA DEL ORIGEN DE LA VIDA: 1. EVOLUCIÓN QUÍMICA: Ya que los seres vivos están formados por células y éstas por BIOMOLÉCULAS, para explicar el origen de la vida es necesario empezar por explicar el origen –ABIÓTICO- de las biomoléculas orgánicas. La vida surge de un proceso químico, se basa en condiciones químicas que existieron en la tierra primitiva. Existían ciertas condiciones de temperatura (muy elevada), radiación solar, tormentas eléctricas, una atmósfera SIN OXÍGENO y actividad volcánica que alteraron a las sustancias que se encontraban en ella, como el HIDRÓGENO, el METANO, el DIÓXIDO DE CARBONO, el AGUA y el AMONIACO. En 1924, Alexander Oparin en su obra El origen de la vida en la Tierra, exponía que una "sopa primitiva" de moléculas orgánicas se pudo haber generado en una atmósfera sin oxígeno a través de la acción de la luz solar. Éstas se combinarían de una forma cada vez más compleja hasta quedar disueltas en una gotita de COACERVADO. Estas gotitas crecerían por fusión con otras y se reproducirían mediante fisión en gotitas hijas, y de ese modo podrían haber obtenido un metabolismo primitivo en el que estos factores asegurarían la supervivencia de la "integridad celular" de aquellas que no acabaran extinguiéndose. A. LA EVOLUCION PROTOBIOLÓGICA: Con el tiempo, algunas de estas grandes moléculas se asociaron, formando las primeras células. Este paso es el que más controversia genera hoy día y sobre el que menos se sabe. Se supone que el proceso englobó varios sucesos que llevaron a la formación del PRIMER PROTOBIONTE. Los elementos mínimos para que se forme un protobionte son: -Una membrana (envoltorio que incluya macromoléculas en su interior). -Metabolismo (reacciones químicas llevadas a cabo por enzimas) -Autoreplicación (reproducción y transmisión de la información hereditaria) B. LAS PRIMERAS CÉLULAS: Éstas primeras células, eran PROCARIOTAS MUY SENCILLAS, similares a las actuales cianobacterias filamentosas (que fabrican los actuales estromatolitos) que debían de tener una cadena de ácido nucleico, que almacenaría su información genética, y se alimentaban de materia orgánica suspendida en el mar (HETERÓTROFAS). Aparecieron hace 3.800 millones de años. Las células primitivas dieron lugar a las PRIMERAS BACTERIAS. Éstas se alimentaban mediante la fotosíntesis, como las plantas. Como consecuencia, las bacterias consumían dióxido de carbono y liberaban oxígeno (AUTÓTROFAS FOTOSINTÉTICAS ANAEROBIAS). Debido a la actividad de las bacterias primitivas, la atmósfera se fue cargando de oxígeno, lo que provocó un importante cambio en la misma. Sabemos que hace 2.500 millones de años la atmósfera era ya muy parecida a la actual (rica en oxígeno y con capa de ozono). C. LA EVOLUCIÓN CELULAR: J.B.S. Haldane: Alrededor de la misma fecha (1924), J.B.S. Haldane también sugirió que los océanos pre-bióticos de la tierra -muy diferentes de sus correspondientes actuales- habrían formado una "sopa caliente diluída" en la cual los compuestos orgánicos, los constituyentes elementales de la vida, se pudieron haber formado. Los cambios en la atmósfera produjeron la extinción de muchos seres, que no soportaban el oxígeno (ANAEROBIOS), y la aparición de otras muchas especies. Entre las que aparecieron en aquella época están LAS BACTERIAS HETERÓTROFAS (se alimentan de materia orgánica) y respiran oxígeno (AEROBIAS). Aún no se conocen bien los procesos de evolución de las primeras células. Pero se piensa que algunas células procariotas evolucionaron y dieron lugar a las primeras células eucariotas, hace unos 1.000 m.a. Probablemente, tanto por: A. procesos de replegamiento de la membrana (teoría autógena), B. como por el establecimiento de simbiosis con otras bacterias (teoría de la endosimbiosis), fueron apareciendo los distintos orgánulos celulares. Se cree que aparecieron a la vez las células eucariotas autótrofas y las heterótrofas. Estas primeras células eucariotas debieron de ser muy parecidas a las algas unicelulares y a los protozoos que viven en la actualidad. Fueron los antepasados de todos los seres vivos eucariotas. Históricamente, el descubrimiento de la célula se remonta al año 1665, cuando Hooke, examinando con un microscopio rudimentario una fina lámina de corcho, observó que estaba perforada y llena de poros como un panal que denominó «células» (celdillas). En 1838, Schleiden y Schwann postulan que todos los seres vivos están formados por células e inician el desarrollo de la teoría celular, cuyos aspectos básicos podemos resumir de la siguiente manera: • Todos los seres vivos están formados por células: los más sencillos, por una sola célula y se denominan unicelulares; y los más complejos, por infinidad de ellas y se denominan pluricelulares. • Las células son las unidades más pequeñas de los seres vivos dotadas de vida propia y han de realizar, por tanto, las funciones propias de todos los seres vivos: nutrición, reproducción y relación. • Toda célula procede de otra célula. 4. LAS FUNCIONES DE LA CÉLULA: En el esquema siguiente puedes observar el resumen de las funciones celulares y el intercambio de materia y energía de una célula con el medio. D. DE UNICELULAR A PLURICELULAR: Con el tiempo los seres unicelulares comenzaron a asociarse en grupos celulares. Al principio solo eran cenobios (células iguales y autosuficientes y unidas solo por alguna sustancia mucilaginosa o una envuelta común) pero poco a poco estos grupos se hicieron más complejos y se transformaron en colonias (con cierta división del trabajo entre ellas). Posteriormente células especializadas de estas colonias se mantuvieron juntas tras la división celular desarrollándose así los tejidos y los primeros seres pluricelulares. La posterior evolución de los seres pluricelulares fue muy rápida (apenas 570 m.a.), observándose una complejidad y diversificación cada vez mayores. 5. TIPOS DE CÉLULAS: Atendiendo a su diversidad podemos distinguir dos tipos básicos de células: PROCARIOTAS y EUCARIOTAS. 3. TEORÍA CELULAR: • Las CÉLULAS PROCARIOTAS son muy sencillas y pequeñas. No presentan un núcleo bien diferenciado, separado del resto de la célula por una envoltura nuclear y carecen de la mayoría de los orgánulos citoplasmáticos. Tan sólo forman organismos unicelulares como, por ejemplo, las bacterias. • Las CÉLULAS EUCARIOTAS son mucho más complejas y mayores que las anteriores. Presentan un núcleo bien diferenciado con una membrana nuclear que encierra al material genético. Pueden formar organismos unicelulares y pluricelulares. Dentro de las células eucariotas y atendiendo a la naturaleza de los seres vivos, podemos distinguir dos tipos: animales y vegetales. Aunque presentan una estructura y organización muy similares, se observan algunas diferencias. RECUERDA Y RESPONDE • Como ya sabes, existe una gran diversidad de células. Nuestro propio cuerpo está formado por varios centenares de tipos diferentes, representado cada uno de ellos por varios billones de ejemplares: células sanguíneas, neuronas, células musculares, etc.; sin embargo, todas ellas tienen una serie de características comunes. Realiza un resumen de todas estas similitudes. • El tamaño de las células es muy variable. En la mayoría de los casos no se pueden observar a simple vista. ¿Qué instrumentos se utilizan para poder ver las células? ¿Qué unidades de longitud se utilizan en el estudio de las células?
