TEMA 10- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA

I.E.S. “Sierra de San Quílez” - BINÉFAR GEOLOGÍA 2º de Bachillerato TEMA 10- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA. 10.1-TEORÍA SINTÉTICA DE LA evolución.

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GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

TEMA 10- ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA.

10.1-TEORÍA SINTÉTICA DE LA

evolución. Un aspecto fundamental de

EVOLUCIÓN. (Las bases genéticas

la TSE es que son las poblaciones (o

de la evolución)

mejor, los genes de las poblaciones) los que evolucionan, no los organismos

Desde la época de Darwin se han acumulado muchos conocimientos que

individuales, como se pensaba en la

permiten una interpretación más precisa

época de Darwin.

del proceso evolutivo. Una de las principales carencias de la teoría de Darwin era que no se explicaba por qué aparecían nuevas variaciones intraespecíficas, ni cómo se transmitían estas a los descendientes. Con el desarrollo de la genética estos aspectos pudieron ser explicados con claridad. 10.1.1-EL

POR

QUÉ

DE

LA

EVOLUCIÓN. a) Aislamiento de poblaciones. Los individuos pertenecientes a una especie

viven

en

poblaciones

reproductivamente aisladas. Pese a existir la

posibilidad

teórica

de

tener

descendencia fértil, los organismos sólo se cruzan con sus compañeros de grupo. Pero, ¿qué separa unas poblaciones de otras? De la combinación de la teoría darwiniana y de los principios básicos de la genética y la paleontología surgió a mediados del siglo XX la que se conoce como teoría sintética de la

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para los caracoles, el contorno de un lago es el límite de los peces que lo habitan, un matorral aislado puede ser una isla para una colonia de insectos, etc

-Por un lado la existencia de barreras geográficas, constituidas por accidentes geográficos o climáticos que impiden

la

comunicación

poblaciones.

(Ej.

una

entre cadena

montañosa, un estrecho de mar, un río, un desierto, islas aisladas, etc)

En la aparición de barreras ha tenido un papel relevante la tectónica de placas.

Durante

el

mesozoico

el

supercontinente Pangea se fracturó en varias placas abriendo nuevos océanos, la colisión de placas generó nuevas cordilleras, etc Existen geográficas

a

-Por otro lado están las llamadas barreras ecológicas y etológicas que impiden la reproducción cruzada entre

también escala

barreras

mucho

individuos de dos poblaciones pese a

más

que puedan residir en el mismo espacio

reducida que las mencionadas. Unos

geográfico. Tales barreras “invisibles”

centenares de metros de terreno seco

son los hábitos diurnos o nocturnos de

`pueden ser una muralla infranqueable

distintos individuos, la posesión de

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células sexuales incompatibles, distinta época de celo, distinta temperatura de

c) Selección natural. (Diferenciación gradual 2)

floración, etc Partiendo del hecho de que en una b)

Variaciones

genéticas.

(Diferenciación gradual)

población nacen muchos más individuos de los que finalmente sobrevivirán hasta

La variabilidad genética entre

adultos y se reproducirán, y del hecho

los individuos de una población es la

de que dentro de una población existe

materia prima sobre la que actúa la

abundante variabilidad hereditaria, que

selección natural. Pero, ¿cómo surge esa

aumenta de manera continua, se deduce

variabilidad genética? Hoy en día

el tercer hecho importante: los escasos

sabemos que esas variaciones son el

individuos de cada generación que se

resultado

reproducen son aquellos que presentan

de

dos

procesos:

las

mutaciones y la recombinación sexual. Las forma

mutaciones

aleatoria,

alguna característica (por pequeña que

ocurren

de

incontrolada

e

inevitable y que dan lugar a nuevos

ésta sea) que favorezca su supervivencia de un modo más efectivo que las que posean sus compañeros.

genes (y por tanto a nuevos caracteres hereditarios) Si la mutación es muy “grande”, es muy probable que sea letal. Pero si la mutación es “pequeña”, puede ocurrir

que

produzca

un

efecto

favorable o desfavorable sobre el descendiente. Si el efecto es favorable, ese nuevo gen, tenderá a extenderse en la población.

durante

fecundación.

característica

“a”

sobrevive

y

se

reproduce gracias a ella, en la siguiente generación

habrá

muchos

más

individuos con esa característica “a”, y en poco tiempo, toda la población poseerá la característica “a”. Se habrá

La recombinación sexual tiene lugar

Si el individuo que presenta una

la

meiosis

Ambos

y

producido un pequeño paso evolutivo.

la

mecanismos,

inherentes a la reproducción sexual, no crean

nuevos

combinaciones

genes, nuevas

pero de



genes

existentes.

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Es importante recordar que las características

que

propicien

medicamentos que hace 40 años les

la

resultaban letales? ¿Ganaremos alguna

supervivencia, no son las mismas en

vez la guerra contra las enfermedades

todas partes ni en todos los momentos.

infecciosas?)

El color de piel blanco puede ser una característica propicia en un clima polar, pero no serlo en un clima tropical; el tamaño grande puede ser una ventaja para un depredador que viva en campo abierto, pero no para otro que En definitiva las variaciones genéticas

viva en un bosque cerrado, etc

surgen por azar, y sobre ellas actúa la fuerza conductora de la selección natural, eliminando aquellos genes que produzcan

caracteres

desfavorables.

Mucha gente piensa de forma errónea que la evolución es sinónimo de azar. Las mutaciones y por tanto la aparición También se debe recordar que la selección natural afecta a cualquier forma de ser vivo. Los depredadores más rápidos serán los que transmitirán sus genes a la siguiente generación, pero también serán las presas más rápidas las que lo hagan. Los insectos que mejor se camuflen pasarán la prueba de la selección, pero también la superarán las aves con mejor visión. Estos dos ejemplos pretenden resaltar

de nuevas variedades, suceden por azar; pero la selección natural es lo contrario del azar. La selección natural posibilita que sobreviva el mejor diseño de entre los existentes, el cuál deja copias de sí mismo y sobre estas copias se realizarán nuevas variaciones, dando lugar a un proceso algorítmico de mejora que, proyectado durante millones de años, posibilita que se desarrollen diseños vivos verdaderamente eficaces.

que la evolución nunca se detiene, y se parece en gran medida a una carrera de armamentos. microorganismos resisten

sin

(¿Por

qué

patógenos problemas

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los

actuales los

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eligen a los machos que han resultado vencedores en las berreas? ¿Por qué las hembras de muchas especies exigen un precio al macho antes de aparearse, comida, construcción de nido, etc? ¿Qué son los celos? ¿Por qué los machos de mantis insisten en aparearse

Selección artificial.

si el precio es la muerte?)

Normalmente, los individuos mejor adaptados para la supervivencia son los que dejan más descendientes, pero no siempre es así.

Selección sexual.

La selección sexual afecta sólo a una parte del reino animal. En palabras de Darwin, si la selección natural es la responsable

Una modalidad especial de selección

de

la

efectividad,

la

natural, es la llamada selección sexual,

selección sexual es la responsable de la

que es debida a la fuerte competencia

belleza.

que tiene lugar entre los miembros de un sexo para reproducirse. La selección sexual no favorece caracteres que supongan una ventaja desde el punto de vista adaptativo o de supervivencia del individuo, sino que favorece aquellos que

faciliten

la

reproducción

(transmisión de genes) Por ejemplo, puede favorecer a los machos de aves de largas y vistosas colas, o a los

d)

Desarrollo de adaptaciones. (Acumular pequeños cambios)

pesadas

Si miramos a nuestro alrededor,

cornamentas. (¿Por qué las hembras

vemos multitud de formas vivas con

ciervos

de

largas

y

características Tema 10-El origen de la vida.

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peculiares, que nos hacen plantear

Repitiendo la operación durante miles

preguntas del tipo: ¿Por qué los árboles

de generaciones, los pequeños cambios

tienen el tronco leñoso?, ¿por qué los

se irán acumulando de modo que el

peces

cuerpo

órgano irá ajustando su diseño a las

hidrodinámico?, ¿por qué los animales

necesidades ambientales, y entonces

polares disponen de gruesas capas de

diremos que la especie ha desarrollado

grasa bajo su piel?, ¿no es demasiada

una adaptación.

tienen

aletas

y

casualidad que aparecieran órganos delicadamente admirables como es un ojo humano?

Todas las preguntas expuestas tienen su Pero ¡ojo! A lo largo de millones

respuesta en el concepto de adaptación. Una

adaptación

es

un

dispositivo

de

años,

las

condiciones

biológico que ayuda al poseedor a

medioambientales

superar un problema que existe en el

muchas veces (cambios climáticos,

lugar donde vive, y en realidad son

impactos de asteroides, llegada de

consecuencia de la selección natural. Un

nuevos depredadores o infecciones) y

órgano complejo no puede aparecer en

los seres vivos, o se extinguen, o

un

evolucionan adaptándose a las nuevas

solo

salto,

en

una

sola

macromutación, en un único golpe de

han

cambiado

condiciones.

suerte. Por el contrario, recordemos que los organismos que dejan copias de sí mismos son los que poseían alguna ligera ventaja sobre los demás de su especie. Este hecho supone que la población adquirirá un pequeño cambio. Tema 10-El origen de la vida.

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Tipos de adaptaciones.

especie desarrollaría una adaptación

-Adaptaciones estructurales.

fisiológica cuando modifica la función de un órgano preexistente (desarrollo de

Todas

las

especies

tienen

adaptaciones estructurales de diversa naturaleza: de protección (caparazón de las tortugas, espinas en los cactus, pared

pulmones a partir de la vejiga natatoria de los peces, transformación de las escamas de los reptiles en plumas en las aves primitivas, etc)

celular de las bacterias, etc), de régimen alimenticio (dentición de los carnívoros,

-Adaptaciones de conducta.

espiritrompa de las mariposas, barbas de

Las

adaptaciones

suponen

desplazamiento (alas, aletas, piernas),

comportamientos, y suponen un éxito

de reproducción (huevos con cáscara,

evolutivo considerable. Serían ejemplos

placenta de los mamíferos, glándulas

una mejora en la búsqueda de alimento,

mamarias, flores vistosas para atraer a

los

los

de

especies simbiontes, la organización

coordinación (órganos de los sentidos,

social de insectos como las hormigas o

sistemas nerviosos y endocrinos, etc).

las abejas, o la aparición de la cultura en

polinizadores),

De modo que se puede definir

hábitos

aparición

conducta

las ballenas, raíces de las plantas), de

insectos

la

de

de

de

nuevos

cooperación

entre

el ser humano. Aunque algunas plantas

como adaptación estructural aquella que

presentan adaptaciones de conducta, es

ha supuesto la aparición de nuevos

obvio que estas son casi exclusivas del

órganos.

reino animal. Restricciones físicas. Los límites de la selección natural. Si siempre son los organismos mejor adaptados los que sobreviven ¿por qué no existen animales que corran a la velocidad del sonido?, ¿por qué no hay animales con ruedas?, ¿Por qué las presas

-Adaptaciones fisiológicas. Son las adaptaciones que afectan al funcionamiento del organismo. Una

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no

nacen

acorazadas

con

planchas de titanio? La

respuesta

a

todas

las

preguntas planteadas es la misma. No

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todo lo imaginable o deseable es

humana,

físicamente

animal

permanente de atragantamiento y ahogo

corriendo a la velocidad del sonido,

(efecto secundario de la adquisición del

consumiría tanta energía que de ningún

habla)

posible.

Un

modo podría recuperarla con alimentos,

que

supone

un

riesgo

e) Especiación.

un animal con ruedas debería tener Una vez sentadas las bases para

órganos móviles, desconectados del resto del cuerpo, de modo que sería imposible abastecer a las ruedas de

la

diferenciación

gradual

de

las

poblaciones (debidas a las mutaciones y la selección natural), sólo resta contar

riego sanguíneo, y así sucesivamente.

con tiempo suficiente. Imaginemos dos Vivimos en un mundo con unas

poblaciones de la misma especie que

leyes físicas fijas. Dentro de sus límites,

hayan permanecido aisladas durante un

los seres vivos pueden evolucionar y

millón de años (en dos islas separadas, o

“perfeccionarse”, pero nada más (y nada

a ambos lados de una cordillera, por

menos)

ejemplo) Dado que los ambientes que Contraadaptaciones.

han

ocupado

Algunas características presentes

selección

eran

natural

diferentes,

habrá

la

favorecido

en los seres vivos parece que han

diseños diferentes en cada caso. Durante

evolucionado en el sentido de ser

un tiempo, a pesar de las pequeñas

perjudiciales. ¿Acaso no ha funcionado

diferencias acumuladas, si las dos

la selección natural? Cuando estas

poblaciones pudieran haberse juntado

características paradójicas son vistas en

de nuevo, todavía podrían haber tenido

su

“efectos

descendencia fértil. En ese momento

secundarios” de la mejora de otros

serían razas, o quizá subespecies de la

caracteres más importantes para la

misma especie. Pero con el paso del

supervivencia y la reproducción.

tiempo,

contexto,

resultan

ser

la

cantidad

de

caracteres

distintos entre los dos grupos es tal, que Son

ejemplos

de

contraadaptaciones, el doloroso y difícil parto de las hembras humanas (efecto secundario de la adquisición de la postura bípeda) o la unión de conducto respiratorio y digestivo en la faringe

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aunque vuelvan a estar comunicados la reproducción cruzada será imposible. Llegado ese momento diríamos que una especie ancestral ha dado lugar a dos especies nuevas. Se ha producido una especiación.

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Se

habla

de

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especiación

que recuerda las relaciones familiares.

alopátrica cuando la barrera que separó

Del mismo modo que se puede rastrear

a ambas poblaciones era geográfica. Por

la genealogía de una gran familia, los

el contrario, si la separación no era

paleontólogos tratan de descifrar el

geográfica,

parentesco evolutivo o las relaciones

diríamos

que

se

ha

producido una especiación simpátrica.

filogenéticas entre el maremagnum de seres vivos que pueblan o han poblado la Tierra.

10.1.2-RELACIONES FILOGENÉTICAS.

Desde que surgió la vida en la Tierra, el proceso evolutivo ha dado origen a miles de millones de especies. La inmensa mayoría de esas especies ya no existe, pero el registro fósil nos permite asomarnos al pasado.

El

estudio

de

las

relaciones

históricas entre los organismos se conoce como sistemática evolutiva, y trata

de

filogenético.

reconstruir Este

el

árbol

árbol permite

diferenciar distintos patrones de cambio evolutivo. En algunas ocasiones se observan

cambios

graduales

y

progresivos en una sola dirección. Otras veces se observan ramas que se bifurcan en dos o tres caminos diferentes, y en algunos caso se aprecian verdaderas A lo largo de millones de años, unas

radiaciones

evolutivas,

cuando

un

especies han surgido de otras y han

tronco original se diversifica en cientos

formado otras nuevas, en un proceso

de ramas en muy poco tiempo. Un

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ejemplo de esto último, es la radiación

especies. En la actualidad estamos

que

mamíferos

asistiendo a otra extinción en masa, la

cuando se extinguieron los dinosaurios,

provocada por los seres humanos, que

y por consiguiente dejar vacíos los

según algunas estimaciones ha supuesto

ecosistemas terrestres.

ya la desaparición del 20% de las

experimentaron

los

especies de la Tierra.

Naturalmente, no todas las ramas se bifurcan o continúan desarrollándose indefinidamente hasta la actualidad. A menudo las ramas se interrumpen, es decir,

las

especies

o

grupos

se

extinguen. En general las extinciones se

10.1.3-POLÉMICAS INTERNAS DE LA TSE.

de

los

-El ritmo de la evolución. La visión

a

los

darwinista tradicional es gradualista y

cambios ambientales bruscos, o a la

sostiene que el ritmo de la evolución es

llegada de especies foráneas.

lento y se debe a la acumulación de

deben

a

organismos

la

incapacidad

para

adaptarse

pequeños cambios. En los años 70, sin A lo largo de la historia del planeta se han producido varias fases de extinción en masa, que se utilizan para marcar el final de una Era o periodo geológico.

Es

muy

conocida

la

extinción de los dinosaurios, a finales del Cretácico (hace 65 millones de años), que acabó con el 70% de las especies que existían en aquellas fechas, pero fue aún mayor la extinción del Pérmico (hace 230 millones de años),

embargo Gould y Eldredge plantearon la teoría puntualista, según la cuál la evolución intervalos,

se

aceleraría

separados

en por

cortos largos

periodos de equilibrio o “no cambio”. La visión puntualista de la evolución, que ha gozado de cierta popularidad, no es después de todo una alternativa. Por un lado, si en un ambiente dado las condiciones no cambian, las especies no evolucionarán

porque

no

tendrán

en la que desapareció el 96% de las

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necesidad de hacerlo. Por otro lado, los

del descubrimiento de las mutaciones

rápidos

veces se

neutras por parte de Mooto Kimura. El

observan en el registro fósil, suelen

darwinismo clásico sostenía que por

deberse a la sustitución de unas especies

definición, todas las mutaciones debían

por otras invasoras, no a la evolución de

ser beneficiosas o perjudiciales para la

una población autóctona. Los términos

supervivencia, pero se ha descubierto

“rápido”

son

que muchas de ellas no son ni lo uno ni

puramente relativos. Un millón de años

lo otro, son neutras porque no tienen

es

escala

papel adaptativo. Esto supone que

ecológica, pero puede suponer sólo unos

algunas características presentes en los

metros de roca sedimentaria, y en poco

seres vivos no han pasado el filtro de la

espacio los fósiles mostrarán “rápidos

selección natural, y se han transmitido

cambios”.

por mero azar. Las mutaciones neutras

un

cambios

y

que

a

“lento”,

periodo

además

enorme

a

entonces, serían responsables en parte de la evolución, pero de la parte aburrida de la evolución, y de ningún modo han tenido protagonismo en el desarrollo de adaptaciones. Estas, nadie lo pone en duda, son la obra de la selección. -El problema del altruismo. Durante décadas, se propuso como un serio problema

para

existencia altruistas -Las

en

la

comportamientos numerosas

especies

animales. Un individuo que presta su

molecular

ayuda a un congénere, desvía parte de

experimentados a finales del siglo XX,

sus recursos a la supervivencia de un

parecían llamados a causar serios

posible competidor. ¿No debería la

problemas a las viejas ideas darwinistas.

selección natural eliminar a este tipo de

Curiosamente, la genética ha venido a

ejemplares? ¿No debería la selección

confirmar o a complementar la mayoría

natural favorecer a los individuos

en

neutras.

darwinismo

Los

avances

mutaciones

de

el

genética

de las hipótesis evolutivas. Es el caso

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egoístas que sólo trabajan para sí

por lo que el comportamiento egoísta,

mismos?

desaparecería de nuevo.

Este caso representa otro falso

Un caso extremo de altruismo

problema. Los etólogos han demostrado

familiar es el que presentan los insectos

que el altruismo sólo se presenta en dos

sociales, donde las abejas obreras,

casos bien definidos.

literalmente lanzan ataques suicidas

-En grupos donde se practica el “hoy por ti mañana por mí”. Los

para proteger la colmena. El motivo de semejante sacrificio hay que buscarlo en

murciélagos vampiros, por ejemplo,

la esterilidad de las obreras. Al no poder

ceden una parte de la sangre que han

reproducirse,

conseguido a los compañeros que no han comido en toda la noche por falta

su

única

forma

de

transmitir sus genes es a través de la reina.

de presas. Pero si un individuo no presta

El altruismo familiar, lejos de

ayuda a nadie a lo largo de varias

contradecir el darwinismo, viene a

noches, es identificado, atacado con

ofrecer un punto de vista aún más

saña y expulsado de la colonia. ¿Quién

radical. Los auténticos protagonistas de

lo tiene más difícil para sobrevivir y

la evolución no son los individuos ni las

reproducirse?

especies, sino los genes. Los ejemplos

-En grupos unidos por vínculos familiares. Un padre puede poner en peligro su vida desviando la atención de los depredadores. Quizá sacrifique su vida, pero favorece la supervivencia de

anteriores demuestran que la vida de los individuos aislados carece de valor, y que lo que realmente importa es la transmisión de genes. (La teoría del gen egoísta propone que los individuos

sus descendientes, y ellos han heredado

somos tan sólo vehículos temporales,

sus genes, por lo que el comportamiento

construidos por los genes, y destinados

altruista se mantendrá en la siguiente

a transmitir genes)

generación. Un padre “egoísta”, en

-La transmisión de información no

peligro

genética. Todo lo expuesto en el tema

abandonaría a sus crías para salvar su

bastaría para explicar la evolución de

pellejo. Sin duda llegaría a viejo, pero

más del 99% de las especies. Sin

difícilmente

sus

embargo existe un minúsculo grupo de

descendientes, de modo que sus genes

seres vivos (aves y mamíferos) que no

no pasarían a la siguiente generación,

sólo transmiten información genética a

cambio,

ante

el

menor

sobrevivirían

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sus hijos, sino que a veces les transmiten

información

cultural,

directamente de cerebro a cerebro. Puede ser la técnica de un canto atractivo para las hembras en las aves, la técnica de caza entre los delfines, o la técnica de usar palos y piedras en chimpancés

y

humanos.

Si

la

supervivencia de los individuos ha dependido en parte de la cultura aprendida, la selección natural ha podido tener una restricción importante.

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10.2- EL ORIGEN DE LA VIDA. Las preguntas "quiénes somos" y "de

personas enfermas, en ningún momento se

dónde venimos" acompañan a nuestra especie

pensaba que los microbios transmitían la

desde que apareció como tal. Al margen de

enfermedad, sino que la enfermedad creaba

explicaciones míticas, la Biología ha resuelto

ésos microbios).

en parte esas cuestiones gracias a las teorías de la evolución. La evolución explica cómo han aparecido todas las especies actuales, por cambios graduales a partir de un antecesor común, pero no explica cómo apareció ese antepasado común. El origen de la vida es pues, uno de los principales interrogantes de la ciencia actual. 10.2.1-ANTECEDENTES. La generación espontánea. Desde la antigüedad, tanto en Europa

Louis Pasteur

como en Asia, se había creído que los organismos

simples

se

La idea de generación espontánea fue

generaban

espontáneamente, sin necesidad de descender de otros seres vivos. Así, en China se pensaba que los pulgones se creaban a partir del bambú joven, en la India se pensaba que moscas, escarabajos y otros insectos se generaban a partir del sudor y la basura, en Egipto se pensaba que el limo del Nilo producía sapos, ranas, ratas y serpientes. En la Europa del siglo XVII, se podían encontrar recetas de cómo "crear" insectos, protozoos e incluso ratones a partir de licores, extractos de animales, granos de trigo, e incluso de ropa sucia. (A pesar de conocer la existencia de microbios en muchas Tema 10- Origen y evolución de la vida.

adquiriendo el rango de polémica científica, con las primeras esterilizaciones aceptables, conseguidas por Lazzaro Spallanzani, y sobre todo las de Louis Pasteur, con las que demostró que cualquier fluido nutritivo, nunca desarrollaba seres vivos si no se permitía que llegaran a él semillas, huevos o esporas de otros seres vivos. A partir de mediados del siglo pasado, se abandonó la idea de generación espontánea, y se aceptó que

todo

organismo.

organismo

procede

de

otro

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peculiaridades son insignificantes comparadas El vitalismo.

con la existencia de una Biosfera. Es más, algunas de ellas son consecuencias de la

Hasta el siglo XIX parecía imposible

existencia de vida.

fabricar en laboratorio, a partir de compuestos Hoy sabemos que los actuales seres

minerales, moléculas idénticas a las presentes en los seres vivos. Químicos, médicos y biólogos creían firmemente que tales sustancias

vivos son el producto de una larga evolución basada en las mutaciones y la selección natural,

sólo podían ser creadas gracias a una misteriosa

que ha durado miles de millones de años.

"fuerza vital", presente tan sólo dentro de los

Sabemos que todo ser vivo desciende de otro

organismos vivos. Química orgánica (o del Carbono) era sinónimo de vida.

ser

vivo,

que

distintas

especies

tienen

antepasados comunes, y que en definitiva todos los seres vivos tienen un origen común. Este

El vitalismo se fue al traste con la primera síntesis artificial de un compuesto orgánico: la urea, realizada en 1828 por el

hecho se manifiesta en tres propiedades comunes a toda la materia viva, pese a su inmensa diversidad:

químico alemán Friedrich Wöler, a la que siguieron la de otras muchas sustancias

1-La universalidad de la composición

orgánicas. Desde entonces se sabe que

química. Todos los seres vivos están formados

innumerables sustancias orgánicas pueden

por moléculas basadas en la química del

originarse y estar presentes en lugares donde no

carbono. El carbono, gracias a sus propiedades,

haya rastro de vida. Sin embargo aún es

es fuente de una inmensa variedad de

frecuente oír "se ha descubierto la presencia de

compuestos, con una estabilidad compatible

sustancias orgánicas en Titán, por lo que los

con las condiciones de la vida. 2-La universalidad del código genético.

astrónomos albergan la esperanza de encontrar vida en este satélite de Saturno". 10.2.2- QUÉ ES LA VIDA?

Todos

los

seres

vivos

almacenan

su

información hereditaria en el ADN. La capacidad de almacenar información reside en

La característica más importante que posee nuestro planeta es sin duda, la existencia de vida. Por supuesto que existen otras características que hacen diferente a la Tierra de sus vecinos (Venus, Marte) como la existencia de agua líquida, o la presencia de oxígeno libre en la atmósfera. Pero estas Tema 10- Origen y evolución de la vida.

un alfabeto de 4 letras. Todos los seres vivos traducen el lenguaje del ADN al del ARN, y el de éste al lenguaje de las proteínas, formadas por los mismos 20 tipos de aminoácidos, y construidas por los ribosomas, básicamente iguales en todo ser vivo. Todo ser vivo además,

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duplica

constantemente

sus

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instrucciones

cómo surgió el primer ser vivo de la Tierra. Para ello es imprescindible definir qué es la

hereditarias.

vida, o siendo más precisos, ¿qué propiedades debe cumplir un sistema para poder ser 3-La universalidad de la organización celular. Todo ser vivo está constituido por una

considerado como viviente?. Las respuestas más aceptadas a esta cuestión son:

o más células, que limitan con el exterior o través de membranas de lípidos y proteínas, y

1-Estabilidad frente al medio: poseer

que realizan por sí mismas todas las funciones

mecanismos que independicen al organismo de

básicas de la vida.

las condiciones externas, es decir, luchar contra el equilibrio químico, contra los cambios bruscos de temperatura, contra la desecación, etc. 2-Autocontrol: las partes del organismo han de trabajar coordinadamente para el bien común. 3-Reaccionar ante estímulos- Supone tener la capacidad de recoger estímulos externos, y elaborar respuestas apropiadas ante

Watson y Crick

cada uno de ellos.

El "árbol de la vida" en resumen, es grande,

variado

y

frondoso.

4-Almacenamiento

de

información

Presenta

hereditaria- Poseer la capacidad de codificar

innumerables ramas con diferencias notables

instrucciones, con las que construir un ser vivo

entre sí, pero posee un único tronco: un único

idéntico.

origen. Y lo más importante; hay un único árbol de la vida. La vida apareció una vez en la Tierra, y ha originado a todos los organismos

5-Reproducción- Capacidad de crear copias, de acuerdo con la información hereditaria que se posea.

que podemos contemplar, pero no han aparecido desde entonces "nuevas vidas": no

6-Evolución- Las copias creadas no

hay varios "árboles de la vida", al menos en

deben ser fieles al 100%. Deben suceder

nuestro planeta.

pequeños errores, de manera que aparezcan continuamente

Descifrar el misterio del origen de la vida, consiste en explicar cuándo, dónde y Tema 10- Origen y evolución de la vida.

posibilitando

la

nuevas

variaciones,

adaptación

a

distintas

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GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

condiciones, y a largo plazo, la evolución

Vamos a realizar una cronología de la

biológica.

aparición de las primeras formas de vida,

7-Obtención de energía del exterior-

independientemente de cómo surgió la primera.

Todos las propiedades antes citadas, requieren

Debemos tener en cuenta que las primeras

aportes de energía. Los seres vivos poseen un

oleadas de vida, supusieron un fuerte impacto

orden elevado, pero no violan el segundo

para el medio, de manera que no sólo

principio de la Termodinámica, ya que no son

evolucionaron los seres vivos, sino también la

sistemas aislados: reciben energía del exterior

atmósfera, la hidrosfera e incluso la litosfera.

respirando, fermentando, etc.

Los seres vivos y el medio se influyeron mutuamente.

Así pues, cualquier sistema que cumpla la totalidad de las características anteriores, debe

ser

considerado

como

vivo,

independientemente (y esto es importante) de su composición química o de su aspecto. Durante mucho tiempo, el problema parecía centrado en explicar el origen de los compuestos de Carbono, pero como hemos

Partimos de una Tierra joven, recién consolidada, sometida aún frecuentes impactos meteoríticos, vulcanismo mucho más activo que el actual, océanos más delgados y atmósfera más tenue. Pero la principal característica es que no había oxígeno libre ni en la atmósfera ni disuelto en las aguas, es decir, partimos de condiciones reductoras.

visto, ni la vida es imprescindible para la química orgánica, ni probablemente, la química orgánica lo sea para la vida.

En una atmósfera sin oxígeno (O2), tampoco hay ozono (O3), por lo que penetran hasta la superficie de la Tierra todas las

10.2.3- ¿CUÁNDO APARECIÓ LA VIDA? (Primeras etapas de la evolución de los seres vivos)

radiaciones solares. Las descargas ultravioletas inciden sobre los gases atmosféricos (que también están disueltos en los océanos), y los combinan formando sustancias orgánicas, que

Tema 10- Origen y evolución de la vida.

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al no haber oxígeno libre, nada las destruye y

Hace 3400 millones de años aparecen

pueden acumularse en los mares.

los primeros organismos fotosintéticos. No sólo

Hace 3800 millones de años aparecen

pueden fabricarse su propio alimento, sino que

en los océanos las primeras formas de vida. Se

su fuente de energía es la abundante e

trata de seres unicelulares, procariontes (de

inagotable luz solar. Al principio se trata de una

organización celular sencilla), anaerobios (no

fotosíntesis en la que no se libera O2 sino S, ya

toleran el O2), y heterótrofos (no son capaces

que la fuente de H+ y de e- no es el H2O, sino

de fabricarse su propia materia orgánica).

el H2S (como sucede con las actuales

Sobreviven fermentando sustancias orgánicas

sulfobacterias púrpuras). El ambiente general

formadas

por

las

descargas

ultravioletas

sigue siendo reductor, y ningún ser vivo necesita el oxígeno.

(similares a las actuales arqueobacterias)

Poco después, aparece una nueva forma de fotosíntesis. Es en todo igual a la anterior, excepto en la fuente de H+ y e- . Comienza a utilizarse la abundantísima H2O, con lo que se inicia una masiva liberación de O2 en las capas superficiales de los océanos. Sin embargo, durante al menos 100 millones de años no se acumula oxígeno libre en la atmósfera, ya que el que se va produciendo es empleado en oxidar las rocas de la superficie, los abundantes gases Hace 3600 millones de años aparecen

reductores (metano, amoniaco, etc) y sobre

los primeros organismos autótrofos. Son

todo, los cationes metálicos en disolución. El

similares en todo a los anteriores, pero añaden

hierro, hasta entonces disuelto como Fe2+,

la capacidad de formarse su propia materia

comienza a precipitar masivamente en forma de

orgánica, aprovechando la energía que se libera

Fe2O3

en reacciones exotérmicas que suceden en el

conocidas

medio (similares a las actuales bacterias

Bandeadas", que constituyen la primera prueba

quimiosintéticas)

siendo

indirecta de la existencia de vida, o al menos,

procariontes y anaerobios, pero constituyen los

de un cambio a una atmósfera e hidrosfera

primeros productores. La vida se independiza y

oxidantes.

Continúan

se expande rápidamente por los océanos.

Tema 10- Origen y evolución de la vida.

(hematites), originando las rocas como

"Formaciones

Ferríferas

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GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

La acumulación de oxígeno, provoca cambios dramáticos en la joven biosfera. Todas las formas de vida anteriores quedan Las bacterias responsables de el último

relegadas a ambientes locales anóxicos, y son

cambio, serían similares a las actuales

sustituidas por la nueva estirpe de bacterias

cianobacterias, y también nos dejaron los

aerobias, que no sólo toleran el oxígeno, sino

primeros fósiles : los estromatolitos, o láminas

que comienzan a utilizarlo victoriosamente

de colonias de bacterias fotosintéticas, que se

para obtener energía de una forma mucho más

forman en medios intermareales.

eficiente (respiraciones)

La acumulación de oxígeno además, supone la formación de una incipiente capa de ozono en la atmósfera, con lo que la radiación ultravioleta deja de bombardear la superficie, y la

síntesis

fotoquímica

de

compuestos

orgánicos, desaparece definitivamente. Hace 1500 millones de años, aparecen los primeros organismos de organización eucariota, posiblemente a partir de colonias de procariotas. Con los organismos eucariotas, se inventa la reproducción sexual, lo que permite la mezcla continua de caracteres, y una variabilidad mucho mayor. La evolución se acelera considerablemente.

Tema 10- Origen y evolución de la vida.

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Hace 1300 millones de años aparecen

GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

oxígeno

libre,

y

estaba

constituida

los primeros seres pluricelulares, tras un primer

mayoritariamente por N2, CO2, y cantidades

estadio de colonias similares a las actuales

apreciables de amoniaco, metano e hidrógeno.

volvox.

Esta hipótesis se ve confirmada por varios hechos independientes:

10.2.4- ¿CÓMO APARECIÓ LA VIDA?

-Ésa es la composición de los planetas vecinos al nuestro. -Ésos son los gases que se desprenden mayoritariamente en las erupciones volcánicas. -Ésa sería la composición de la atmósfera si desapareciese la fotosíntesis. -Las

rocas

más

antiguas

del

Precámbrico demuestran siempre que se sedimentaron en ambientes reductores. En

una

atmósfera

reductora

los

compuestos orgánicos son estables, pero ¿cómo pudieron formarse sin seres vivos?.

4.1-La atmósfera primitiva Como ya se ha dicho, en una atmósfera como la actual, no es posible la síntesis de compuestos orgánicos fuera de los seres vivos, y de formarse, se destruirían rápidamente por oxidación. Los compuestos orgánicos están limitados en la actualidad al interior de los seres vivos, o a los ambientes anóxicos. Sin embargo la atmósfera primigenia no contenía Tema 10- Origen y evolución de la vida.

4.2-La "Química prebiótica". En la década de los años 30, el bioquímico soviético Alexei Oparin, publicó el primer intento serio y plausible de explicar el origen de la vida, partiendo de una Tierra

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primitiva. En esencia su teoría proponía que las

urea,

el

ácido

descargas ultravioletas, habrían servido de

aminoácidos.

fuente de energía para unir constituyentes

compuestos se obtenían ya de forma rutinaria

atmosféricos simples, formándose sustancias

en laboratorios de todo el mundo, pero Miller

orgánicas sencillas. Éstas, se habrían ido

demostró que se formaban espontáneamente,

disolviendo y acumulando en los mares,

sin catalizadores y sin sucesión precisa de

formando una "sopa o caldo primitivo". En

pasos intermedios. Bastaba un ambiente

dicha "sopa", las moléculas orgánicas sencillas

reductor y un aporte energético.

Por

acético supuesto,

y

numerosos todos

ésos

se habrían unido por azar, formando los primeros polímeros o macromoléculas de interés biológico, las cuales, al cabo de millones de años habrían formado sistemas autorreproductores, iniciándose la vida. Los experimentos que se fueron realizando en los siguientes 40 años intentaron seguir la senda trazada

por

Oparin,

consiguiéndose

sorprendentes éxitos, y también callejones sin Coacervados

salida.

En los años que siguieron a los resultados de Miller, se desató una carrera por simular la formación de biomoléculas en condiciones similares a las de la Tierra primitiva. Se probaron con distintas mezclas y distintas fuentes de energía, y el fruto fueron nuevas biomoléculas, como bases nitrogenadas, En 1953, el bioquímico estadounidense

azúcares y grasas (aunque estos dos últimos en

éxito

mucha menor cantidad). Los monómeros

experimental importante. Preparó una mezcla

orgánicos obtenidos reaccionaban fácilmente

gaseosa que simulaba la composición original

entre sí para dar polímeros (como los llamados

de la atmósfera, y la sometió a descargas

proteinoides).

Stanley

Miller,

obtuvo

el

primer

eléctricas. Al cabo de varios días fueron apareciendo sustancias como el cianuro de hidrógeno (HCN), el formaldehído (CH2O), la Tema 10- Origen y evolución de la vida.

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4.3-De las macromoléculas a la organización celular.

4.4- La Panspermia. En la década de los cincuenta del siglo XX, el británico Fred Hoyle planteó la hipótesis de que la vida unicelular pudo haber llegado desde el espacio. Su teoría no tuvo ningún respaldo, pero años después comenzó la búsqueda de compuestos orgánicos en meteoritos y cometas y los resultados fueron sorprendentes.

Microsferas de Fox

La resolución del misterio del origen de la vida, requería obtener auténticas estructuras celulares, a partir de grandes biomoléculas. En 1971, el británico Sidney Fox obtuvo en laboratorio unas estructuras a las que llamó microsferas, de un tamaño entre 1 y 80 micras. Cada microsfera estaba aislada

En 1986, la sonda Giotto descubrió en la

del exterior por una doble capa de lípidos y

estela del cometa Halley sustancias como el

proteínas (similar a cualquier membrana

cianuro de hidrógeno, formol y 14 glúcidos.

celular). Las microsferas, son capaces de

En el meteorito de Murchisson se hallaron 14

colocar nuevos lípidos y proteínas en su

aminoácidos, 250 hidrocarburos distintos y

superficie, constituyendo una forma simple de

las cinco bases nitrogenadas propias de la

crecimiento.

absorber

vida (adenina, guanina, citosina, timina y

glúcidos, aminoácidos y enzimas, haciéndolos

uracilo) Más tarde se ha demostrado que

fermentar en su interior y extrayendo así

incluso el polvo cósmico contiene compuestos

energía del medio circundante. Son también

que se creían exclusivos de la vida.

Son

capaces

de

capaces de enquistarse cuando las condiciones externas son adversas. El camino trazado por Oparin parecía estar casi concluido. A finales de los años 70, parecía que sólo restaba por crear en laboratorio estructuras capaces de reproducirse, pero nunca se consiguió. Tema 10- Origen y evolución de la vida.

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4.5-Los primeros replicadores. El papel de las arcillas. Todos los intentos de producir en laboratorio una vida basada en el C han fracasado en el mismo punto: La reproducción. Hoy por hoy no hay reproducción sin ácidos nucleicos,

y

éstos

no

pueden

aparecer

espontáneamente. Los bioquímicos necesitan 14 pasos muy precisos para fabricar un solo nucleótido

(dos

o

tres

casualidades

encadenadas, son posibles, 14 casualidades seguidas son absolutamente improbables). Para Así pues, la química orgánica es un

cada paso, precisan de una enzima u otro tipo

suceso más abundante en el universo de lo

de catalizadores. El ser vivo más simple que

que se creía. La teoría de la Panspermia

podamos imaginar, necesitaría al un mínimo de

plantea que los cometas (millones en el

50 genes activos, lo que supondría decenas de

sistema solar) habrían ido sembrando de

miles de nucleótidos colocados en orden

macromoléculas los planetas y satélites, y la

correcto. Ciertamente, la Tierra dispuso de

vida habría florecido sólo en los sitios

varios cientos de millones de años para "jugar a

“fértiles”.

los dados" con las biomoléculas, pero ni con el

todo ese tiempo se puede esperar que se forme

problema del origen de la vida, sino que lo

un gen "por azar". Se ha sugerido que las

traslada a otro lugar del sistema solar.

primeras moléculas autorreplicadoras, pudieron

La

Panspermia

no

resuelve

ser de ARN o algo aún más simple, pero el problema de la improbabilidad de su síntesis espontánea sigue siendo insalvable. Dado que la vida que conocemos es de alta tecnología. Dado que la actual maquinaria biológica es en definitiva, demasiado compleja para Composición del polvo cósmico.

aparecer

espontáneamente.

(Las

microsferas de Fox y sus colaboradores, indican simplemente que las membranas

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aparecen

fácilmente,

necesariamente

GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

pero

nada

más),

precisamos

algún

paso

intermedio. Unos pasos de los que pueden no quedar rastros, como un andamiaje que ayuda a construir un edificio, pero que es retirado tras su conclusión. Faltan los catalizadores no biológicos, que condujeron a la síntesis de ADN y ARN. Las arcillas, como todos los demás La idea de que algunos minerales hayan podido desempeñar un papel importante en la aparición de la vida, no es algo nuevo. Numerosos autores han utilizado (con éxito) minerales para la síntesis de macromoléculas orgánicas. La idea más aceptada es que diversos silicatos, especialmente las arcillas pudieron haber actuado como catalizadores,

minerales, se forman a partir de disoluciones saturadas. Crecen colocando ordenadamente nuevas capas de átomos, según patrones geométricos característicos. No obstante, para que crezca un mineral, es precisa la existencia de una "semilla". Basta con que aparezca un trocito diminuto de cristal en la disolución, para que el crecimiento sea posible.

consiguiendo en algún momento la síntesis de Por otra parte, los cristales del mundo

un ácido nucleico.

real, poseen "imperfecciones" producidas por azar (las más frecuentes son la sustitución de unos átomos por otros, aparición de huecos en la red por ausencia átomos, dislocaciones de la “Ciclo vital” de los silicatos.

red que generan mosaicos piezas con distintas

Pero científicos como Graham Cairns-

orientaciones, maclas, etc). Algunas de estas

Smith van mucho más allá. Para ellos, no sólo

imperfecciones alteran las propiedades físico

los minerales sirvieron de punto de partida para

químicas del cristal, alterando la velocidad de

la

arcillas

crecimiento, causan cambios en la forma o

constituyeron la primera clase de vida que

hábito cristalino del mineral, cambian su

habitó nuestro mundo.

solubilidad, proporcionan mayor o menor

vida

actual,

sino

que

las

dureza, causan su rotura al alcanzar cierto tamaño, etc. Cuando un mineral de arcilla está creciendo a partir del "alimento" disuelto en el Tema 10- Origen y evolución de la vida.

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agua, las nuevas capas cristalinas crecen de acuerdo con el patrón que existe en la "semilla", de modo que los "errores" originales son repetidos indefinidamente mientras dure la cristalización. Los nuevos minerales pueden pasar a formar parte de rocas sedimentarias, o pueden ser erosionados. Cada mineral

se

rompe entonces en fragmentos diminutos, que se

dispersan

portando

los

errores

(la

información del cristal "padre"). Algunos fragmentos, tendrán la posibilidad de caer en mares o lagos, donde volverá a repetirse el proceso; pero también se encontrarán con "semillas" rivales capaces de realizar su propio ciclo de crecimiento-rotura-dispersión. Quien de ellas realice su "ciclo vital" con más éxito depende en buena medida del tipo particular de imperfecciones cristalográficas que posea. Por puro azar, además, irán apareciendo nuevos errores (mutaciones).

De sobra es conocido el "gusto" que muestran las arcillas por formar complejos de adsorción, es decir, capas ordenadas de iones, ajenos al cristal pero pegados a él con enlaces débiles, originando capas concéntricas. A menudo este proceso sirve de mecanismo de unión de unas sustancias con otras. Es decir, las arcillas no sólo se copian, sino que son catalizadores activos. Cuando en el agua abundan las sustancias orgánicas, las arcillas las atrapan, y se rodean de ellas formando los lodos bituminosos. Hasta aquí es donde puede

(Las arcillas poseen pues, las bases para

progresar hoy día esta particular evolución,

protagonizar una evolución Darwiniana basada

porque donde hay arcillas con biomoléculas,

en la variación y la selección natural. Para

existen bacterias, hongos y animales comedores

llegar hasta este escenario no ha sido necesario

de limo que abortan cualquier "intento

plantear

ni

evolutivo". A comienzos del Precámbrico sin

atmósferas de condiciones improbables, ni

embargo, no existían las bacterias ni por

casualidades

vulgares

supuesto los animales. Además, como hemos

procesos geológicos como erosión, viento,

visto, las aguas almacenaban gran cantidad de

disolución,

materia orgánica. El relato de la primera vida,

ningún

ambiente

encadenadas,

cristalización,

extraño,

sino

etc,

fácilmente

reproducibles en laboratorio.)

la "vida de baja tecnología", puede comenzar. En un primer estadio, los replicadores cristalinos, carentes de cualquier competencia,

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se extienden por las aguas. Según Cairns-

ayudasen en sus procesos de replicación-

Smith, al principio vivirían en ambientes

dispersión. Estas sustancias secundarias serían

protegidos, en rocas porosas o fondos marinos,

en un principio meras herramientas de los

y más adelante se extendieron a lugares más

genes de arcilla (¿su fenotipo?) (Las moléculas

expuestos, más cambiantes, mas próximos a la

orgánicas son usadas con frecuencia en la

superficie.

portarían

industria petrolera para alterar las propiedades

mejoras, haciendo que las condiciones fuesen

de lodos bajo presión de fluidos. Ej: los

más duras para sus rivales. Podrían haber

cristales

aparecido "depredadoras" capaces de destruir a

fragmentarse en presencia de determinados

otros replicadores, e incorporar los fragmentos

compuestos orgánicos, los taninos alteran la

de sus víctimas como materia prima. (Es

dureza de illitas y caolinitas, otras, disminuyen

importante recordar que no se sugiere ningún

la solubilidad de los minerales, etc) La "edad de

proyecto deliberado, sencillamente el mundo

oro" de la vida de baja tecnología, sería un

tiende a llenarse de aquellas variedades de

mundo

arcilla que poseen propiedades que las hacen

controlados por genes de cristal, que continúan

crecer y diseminarse con más éxito). Los genes

poseyendo la información hereditaria, y aún

minerales

control

son los únicos replicadores. (En laboratorio se

molecular que poseen nuestros enzimas, pero

han obtenido variedades de arcillas que se

con su información, podrían haberse construido

rodean de membranas lipídicas cuando han

poros, membranas, conductos y otros trucos

agotado sus posibilidades de crecimiento, y que

destinados a un crecimiento y un uso del agua

incluso

saturada, verdaderamente eficaces.

fotosíntesis)

Algunas

no

poseen

variedades,

el

exacto

de

montmorillonita,

poblado

pueden

por

realizar

seres

una

tienden

a

orgánicos,

auténtica

Silicatos.

Con el tiempo, se inventarían las Algunas familias de cristales, pudieron catalizar la síntesis de nuevas sustancias que les Tema 10- Origen y evolución de la vida.

proteínas. No sólo como soportes estructurales, sino con funciones catalizadoras. Su función de

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control químico, resultaría mucho mejor que

algunos cuerpos con computadoras de abordo

las rudimentarias superficies de la arcilla. Un

que llamamos cerebros. Recientemente, los

gen cristalino, trabajando con enzimas, sería

cerebros han comenzado a construir estructuras

capaz de llevar a cabo su ciclo vital de un modo

replicadoras, completamente ajenas a los genes

mucho más rápido y preciso. La selección

orgánicos.

natural trabajaría a su favor. Poco después, se inventaría el ARN como elemento estructural. Durante bastante tiempo, sin embargo, ninguno de los cada vez más complejos "cuerpos" orgánicos tenía la capacidad de replicarse. En un momento dado, el ARN, o algo similar, comenzó a duplicarse por sí mismo. Proteínas y ARN tomaron las riendas, y se mostraron no sólo como mejores catalizadores, sino como ejemplares y rápidos replicadores. En éste momento, el primer ser vivo, enteramente orgánico vio la luz. Se produjo el

Cairns-Smith,

Dawkins

y

otros,

primer relevo genético. Las nuevas formas de

proponen que en la actualidad se está

vida (¿bacterias?), demostraron realizar todas y

produciendo un nuevo relevo genético. La

cada una de sus funciones de autocopiado de un

nueva oleada de vida no está basada en el

modo infinitamente más efectivo que las viejos

carbono. Su información son bits, y sus cuerpos

replicadores minerales, que pronto pasarían a la

están hechos de circuitos semiconductores de

historia. Había comenzado la vida de alta

silicio. Aunque todavía está en su niñez y aún

tecnología: nuestra vida.

depende por entero de nosotros, su velocidad replicadora es superior a la nuestra en varios

Epílogo.

órdenes de magnitud. El día que existan

La selección natural creó los genes

máquinas u ordenadores capaces de crear

replicadores (con las arcillas, o por cualquier

copias de si mismos, el segundo relevo

otro camino) Los genes se agruparon y se

genético se habrá consumado. ¿Habrá en un

rodearon de estructuras que llamamos células y

futuro remoto organismos electrónicos dotados

cuerpos, auténticas máquinas de supervivencia

de consciencia e inteligencia que se pregunten

destinadas a su mejor y más rápida transmisión.

"quiénes son y de dónde vienen"? ¿Existirán

La evolución también consiguió equipar a

biólogos de metal y silicona que consideren

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imposible la aparición por azar de sus primeros

que ciencia ficción, pero sería irónico que la

antepasados,

¿Podrá

vida basada en el silicio, recuperara el control

imaginarse uno de estos seres, que fueron

de la evolución, después de un interludio (que

creados por una vida anterior, basada en el

duró tres eones) de vida de Carbono.

los

ordenadores?

carbono? Evidentemente, todo esto no es más

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10.3-

GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

PALEONTOLOGÍA. HISTORIA DE LA VIDA EN LA

TIERRA. múltiple:

10.3.1- Fósil y fosilización. Se define fósil, como "un resto de

-interés paleobiológico (prueba

la vida del pasado", y bajo ese nombre,

fundamental de la evolución de los seres

podemos encontrar:

vivos)

-partes orgánicas preservadas. -esqueletos

intactos

-interés estratigráfico (para datar o

rocas u otros fenómenos, con fósiles guía)

recristalizados.

-interés

-moldes externos o internos del poder -huellas de la actividad vital del (de

desplazamiento,

(para

determinar ambientes sedimentarios, y

esqueleto, impresos en el sedimento.

organismo

sedimentológico

realizar

reconstrucciones

paleogeográficas y paleoclimáticas)

de -interés económico.

alimentación, fecales, etc)

-El proceso de fosilización. Cuando un organismo muere, constituye un objeto sedimentario más, y sufrirá una evolución paralela a la diagénesis de los sedimentos que lo envuelven, pudiendo dar lugar a las distintas categorías de fósiles: -preservación También se usa el término "fósil", para referirse a especies que son las

últimas

representantes

de

una

familia o clase ("fósil viviente"), o a hidrocarburos

procedentes

fermentación

de

seres

de

la

vivos

("combustibles fósiles") El interés de los fósiles es Tema 10- Origen y evolución de la vida.

total:

por

estar

encerrados en ambientes sin oxígeno (insectos en ambar), o por conservarse congelados

(vertebrados

en

hielos

glaciares) -conservación

del

esqueleto:

descomposición de las partes orgánicas. -enterramiento y relleno.

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-diagénesis

y

litificación

GEOLOGÍA 2º de Bachillerato

del

A pesar de ello, se puede afirmar

esqueleto, pudiendo conservarse

que a finales del Proterozoico, ya

intacto, recristalizar o disolverse, dando

existían todos los grupos actuales, si

lugar a moldes internos o externos.

exceptuamos a los vertebrados y a las

10.3.2-Historia de la vida en la

plantas terrestres. Son

Tierra.

bacterias Si se estudia la paleoecología de organismos

más

antiguos,

los

estromatolitos, colonias laminares de

. La vida en el Precámbrico.

los

característicos

fotosintéticas

propias

de

ambientes mareales.

se

observa, atendiendo a los sedimentos

. La vida en el Paleozoico.

asociados, que todas las formas de vida

A comienzos de la era paleozoica,

más antiguas habitaron sin excepción en

se produce una gran expansión de la

el

principalmente

vida, con la aparición y desarrollo de la

marino. Existen pocos fósiles del

mayoría de los grupos actuales. En el

Precámbrico por varias razones:

Paleozoico, se producirá también la

medio

acuático,

-la vida surge en el Precámbrico, y

conquista de los continentes.

al principio alcanza poca distribución. -los primeros seres vivos carecían de esqueleto. -las rocas del precámbrico, han sufrido varias etapas metamórficas y tectónicas, que han ido cambiando las texturas originales, y por consiguiente, han ido desapareciendo los fósiles que contuvieran.

En el Cámbrico los organismos más importantes por su abundancia son los artrópodos, sobre todo trilobites y braquiópodos. Aparecen también los moluscos, los equinodermos y los poríferos, siendo la flora acuática de tipo algal. Durante el ordovícico y silúrico,

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perduran los trilobites, y alcanzan su apogeo los braquiópodos, abundando también los moluscos cefalópodos y los corales.

El

caracteriza

periodo por

la

silúrico

se

abundancia

de

graptolitos. En este periodo, aparecen Durante

también los primeros vertebrados, los

el

Carbonífero,

se

peces agnatos, que casi desaparecen en

completa la colonización continental,

el Devónico, siendo sustituidos por los

con

peces

pteridofitas (licopodiales, equisetales y

placodermos.

la

aparición

de

bosques

de

helechos), apareciendo al final del periodo,

las

primeras

plantas

con

semillas y flores: las gimnospermas. Aparecen también los primeros reptiles. En el medio marino, predominan los cefalópodos

(goniatites),

los

braquiópodos, los corales y los peces cartilaginosos.

El Devónico está marcado por la conquista de los continentes por parte de los insectos, briofitas, y más tarde por los primeros anfibios, descendientes de los peces crosopterigios. En el mar, destacan

las

colonias

de

A

corales

finales

del

Pérmico,

recifales, los braquiópodos (Spírifer), y

desaparecen los trilobites, la mayor

los equinodermos (crinoideos), mientras

parte de los corales y braquiópodos, y

que desaparecen casi por completo los

tambien

trilobites.

continental.

la

mayoría Esta

de

crisis

la

flora

biológica,

coincide con la orogenia hercínica, y marca el final de la era paleozoica.

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La vida en el Mesozoico. La era anterior, había concluido con la desaparición de gran parte de los invertebrados, vertebrados y plantas en océanos y continentes. A comienzos del triásico,

tendrá

lugar

una

nueva

explosión de vida, con la diversificación de los escasos grupos supervivientes.

En el reino vegetal, se desarrollan también durante el Mesozoico, las gimnospermas (gymcoales, cicadales y coníferas), y dan lugar en el Cretácico a las primeras plantas con flores y frutos: las angiospermas, que evolucionarán y se extenderán con gran rapidez, gracias a sus ventajas reproductivas.

Se desarrollan los reptiles, hasta convertirse en el grupo dominante durante el Jurásico y el Cretácico. Este hecho es importante porque son los antecesores de los mamíferos (que aparecen en el Triásico medio), y de las aves (que aparecen en el Jurásico)

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A pesar de ello, los fósiles más abundantes

son

(ammonites

los y

braquiópodos

etc, se desarrollan los foraminíferos, los

cefalópodos

bivalvos y los equinodermos. En cuanto

belemnites),

a

(terebrátulas

y

rhynconellas), corales, y foraminíferos.

la

vegetación,

angiospermas,

las

expandiéndose

paralelamente constituirán

La vida en el Cenozoico.

dominarán

a el

los

insectos,

que

grupo

animal

más

exitoso de la historia de la vida en la Al igual que ocurrió con el Paleozoico, el final de la era mesozoica viene marcado por una gran crisis biológica, en la que se extingue el 80% de las especies, probablemente debido al impacto de un cometa y los consiguientes

y

bruscos

cambios

climáticos y químicos. Desaparecen la mayoría de los reptiles, y su hueco, será ocupado por los mamíferos placentados, que se diversifican rápidamente, hasta dar lugar en el Eoceno a casi todos los órdenes actuales. Por su abundancia, los fósiles

más

importantes

ungulados,

los

carnívoros,

los

son

los

proboscideos,

los

insectívoros

y

los

roedores.

En el mar se expanden los peces óseos.

Entre los invertebrados, tras

desaparecer los ammonites, belemnites,

Tema 10- Origen y evolución de la vida.

Tierra.

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