ORIGEN DE LA VIDA,
TEORIAS. EVOLUCION
DE LA CELULA.
EVOLUCION BIOLOGICA
1
ÍNDICE TEMA
1. DEFINICIÓN
2. ORIGEN DE LA VIDA. DISTINTAS TEORÍAS A LO LARGO DE
LA HISTORIA
2.1 Creacionismo
2.2 Generación espontánea
2.3 Panspermia
2.4Origen químico de la vida
3. CONCEPTO PROTOCÉLULA
4. EVOLUCIÓN CELULAR
5. PROCARIOTAS
6. TEORÍA ENDOSIMBIÓTICA
7. EUCARIOTAS
8. EVOLUCIÓN BIOLÓGICA. DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS
9. TEORÍAS EVOLUTIVAS
- Preevolutivas (fijismo, catastrofismo)
- Evolutivas ( Lamarckismo, Darwinismo, Neodarwinismo)
10. PRUEBAS DE EVOLUCIÓN
2
1. DEFINICIÓN
¿QUÉ ES LA VIDA?
Vivo
Cualquier sistema químico capaz, como mínimo,
de transferir su información genética y
perpetuarse (capaz de reproducirse)
3
2. ORIGEN DE LA VIDA
•
El hombre desde siempre se ha preocupado por el origen
de la vida. ¿de dónde viene?, ¿ Cómo se ha formado?....
•
Hipótesis:
– Origen divino
– Los seres vivos se han formado en la Tierra (pero en
unas condiciones diferentes a las actuales)
– La vida proviene de otros planetas (Panspermia)
•
Para explicar esto han existido grandes corrientes de
pensamiento:
– Creacionismo
– La generación espontánea
– Teoría del origen químico de la vida
– Panspermia
4
Los seres vivos se han formado en la Tierra
Sabemos:
Edad de la Tierra: 4500 millones de años
¿Qué pasó en estos
1000 millones de años?
Fósiles más antiguos: 3500 millones de años
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2.1 Creacionismo
• Sostiene que la vida en la Tierra habría sido creada por una
fuerza sobrenatural, después de un acto creativo único o bien
a intervalos sucesivos.
• Además, esta teoría sostiene que cada una de las distintas
especies se habría originado separadamente de las otras y que
no había experimentado modificación alguna en el transcurso
de las generaciones sucesivas (inmovilismo de las especies).
• Dado que no pueden someterse a una verificación
experimental, los fundamentos del creacionismo están
excluidos del campo de aplicación de la ciencia y actualmente
son ignorados por la mayor parte de la comunidad científica.
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2.2 Generación espontánea
• Es una antigua teoría biológica que sostenía que
podía surgir vida animal y vegetal de forma
espontánea, a partir de la materia inerte (barro,
estiércol, etc.) sin sufrir ningún tipo de proceso
previo, simplemente aparecían.
• Surge en la antigua Grecia, se mantuvo durante
muchos siglos hasta finales de la Edad Media.
• Esta teoría fue apoyada por Aristóteles, Van
Helmont (1577-1644), entre otros.
7
Diversos experimentos realizados entre los
siglos XVII y XVIII refutaron esta teoría
• En 1668 el médico italiano Francesco Redi refutó
la hipótesis de los gusanos a partir de la carne.
• Demostró que las larvas de mosca se originaban en
la carne tan sólo si las moscas vivas habían puesto
previamente sus huevos allí: por consiguiente,
sostenía que ninguna forma de vida había podido
nacer de la materia inanimada.
8
EXPERIMENTO DE REDI
9
• A mediados del siglo XIX,
Louis Pasteur en Francia y
John Tyndall en Inglaterra
refutaron la idea del caldo
que se transforma en
microorganismos.
• Demostró así que ninguna
forma de vida puede
originarse espontáneamente
de la materia inorgánica, sino
únicamente de la vida
preexistente, éste es el
denominado proceso de la
biogénesis.
Así, gracias a Pasteur, la idea de la
generación espontánea fue desterrada
del pensamiento científico y a partir de
entonces se aceptó de forma general el
principio que decía que todo ser vivo
procede de otro ser vivo.
10
EXPERIMENTO DE PASTEUR
11
2.3 Panspermia
Esta idea fue introducida en el siglo XIX por Svant August Arrhenius.
Dicha teoría defiende que la vida en la Tierra se habría propagado de un
sistema solar a otro por medio de esporas de microorganismos que viajaban en
meteoritos
A favor tiene el hecho que:
Algunos cometas y meteoritos
se han encontrado moléculas
orgánicas (agua, aminoácidos...)
Algunos meteoritos llegados a
la Tierra tienen fósiles de lo que
parecen bacterias
En contra:
 No se puede probar ni rebatir
12
ALH84001 fue arrancado de la superficie de Marte hace 16 millones
de años, y llegó a la Tierra hace 13.000 años, cayendo en la
Antártida. Recogido en 1984, no fue hasta 1996 cuando el equipo
del doctor McKay propuso por primera vez que podría contener
restos de actividad biológica. La hipótesis se planteó en base al
descubrimiento de glóbulos de carbonato en el interior del
meteorito, constituidos cuando aún formaba parte de la litosfera
de Marte, por infiltración de agua líquida rica en CO2 en las
fracturas de la roca.
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2.4 EL ORIGEN QUÍMICO DE LA VIDA
• Es la teoría más aceptada para explicar el origen de
la vida, se basa en la hipótesis química expuesta por
el ruso A. Oparin y el inglés Haldane en 1923.
• Alexander Oparin fue el primero en proponer la idea
que la vida se había formado en la Tierra primitiva,
en unas condiciones que no encontramos en la
actualidad.
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De la atmósfera primitiva se sabe:
 Era pobre en O2: la materia orgánica
puede acumularse.
 No había O3 : la radiación ultravioleta
solar llegaba hasta la superficie de la
Tierra (energía para la síntesis de
materia orgánica)
 Era rica en CH4, NH3, H2 , H2Ov ,N2
Además,
 La temperatura
elevada.
de la Tierra era
 Gran actividad volcánica.
 “Inestable” (impactos de meteoritos)
Proponía que en estas condiciones era
posible la síntesis de las biomoléculas
necesarias para la vida (aminoácidos, bases
nitrogenadas, glúcidos, …)
15
En la década de los 50, diferentes investigadores, reprodujeron
en el laboratorio las condiciones atmosféricas primitivas,
sintetizaron aa, bases nitrogenadas, ácidos carboxílicos, ...
Entre los investigadores destacan: 1953: S. Miller y Urey
sintetizan aminoácidos y otros compuestos orgánicos; 1960: Joan
Oró sintetiza adenina a partir de ác. cianhídrico
Stanley Miller
atmósfera
Urey
océano
Joan Oró
16
Experimento de Urey y Miller
17
BASES DE LA TEORÍA QUÍMICA
1.Todas estas moléculas formadas en los mares primitivos se fueron
acumulando y aumentando en complejidad (polimerización) creando la
“sopa primitiva”
18
• 2. El siguiente paso fue la formación de coacervados,
pequeñas gotitas formadas por distintas moléculas en
soluciones acuosas. Estás moléculas serían proteínas,
lípidos, azúcares, ácidos nucleicos.
• 3. Posteriormente, dichos coacervados evolucionarían
separándose del medio a través de una membrana y
podrían estabilizarse con un metabolismo primitivo.
Pudiendo crecer hasta un tamaño límite (aprox. 500
micras) a partir del cual se rompen espontáneamente
en dos
19
4. El último requisito para tener una “célula” es la existencia
de un material genético asociado a los coacervados sobre el
cual la selección natural pueda actuar y escoger aquellas
combinaciones más idóneas. Esta evolución originaría los
primeros protobiontes y después las primeras células.
Resumen:
Combinación de
macromoléculas
Millones
de años
Coacervados con
nutrición y
reproducción
Se rodea de
membrana
Protocélulas
20
3. PROTOCÉLULA
• Si una microesfera hubiera encerrado ribozimas, se
habría formado algo parecido a una célula viva, a la que
se llamaría protocélula.
• Dentro se habrían producido proteínas, y por difusión
habrían entrado nucleótidos y aminoácidos necesarios
para sintetizar nuevos ARN y proteínas.
• Cuando la microesfera creció lo suficiente, pudo haberse
dividido, dando casi fin al camino hacia la evolución de las
primeras células.
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4. EVOLUCIÓN CELULAR
4.5
4
3.5
3
2.5
Formación de
Fotosíntesis
los océanos
Formación de
Primeras Cianobacterias
la Tierra
células
2
1.5
1
0.5
0
Eucariotas
Vertebrados
Respiración
aeróbica
Seres
pluricelulares
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La evolución celular es la siguiente:
PROTOBIONTES 3700 millones de años
PROCARIOTAS (heterótrofas anaeróbicas) 3500 millones de años
PROCARIOTAS (autótrofas anaeróbicas) 2500 millones de años
Formación atmósfera oxidante 2300 millones de años
PROCARIOTAS (aeróbicas) 2200 millones de años
EUCARIOTAS 1800 millones de años
Atmósfera oxidante actual 750 millones de años
23
5. CELULA
PROCARIOTA:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Pequeño tamaño.
ADN desnudo, cromosoma
único: células haploides.
Ausencia de núcleo.
Ausencia de orgánulos
membranosos.
Pared celular rodeando a la
membrana.
División por bipartición.
mesosomas
cromosoma
flagelo
cilios
pared celular
ribosomas
inclusiones
membrana plasmática
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6.TEORIA ENDOSIMBIOTICA
Postula que algunos orgánulos propios de las células
eucariotas, especialmente cloroplastos y mitocondrias,
habrían tenido su origen en organismos procariotas que
después de ser englobados por otro microorganismo
habrían establecido una relación endosimbiótica con éste.
Se especula con que las mitocondrias provendrían de
protobacterias y los plastos de cianobacterias (bacterias
fotosintéticas)
25
TEORIA ENDOSIMBIOTICA
PROCARIOTAS
EUCARIOTAS
ARQUEAS
E. coli
N. equitans
Spyrogyra
26
Mitocondria
Cloroplasto
27
7. CELULA EUCARIOTA:
1. Mayor tamaño.
2. Núcleo verdadero con membrana.
3. Empaquetamiento del ADN
4. Orgánulos membranosos.
5. División por mitosis.
6. Sexo y Meiosis.
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CELULA
VEGETAL
Tonoplasto
Vacuola
Envuelta
Microtúbulos
Núcleo Cromatina
Mitocondria
Ribosomas
Microfilamentos
Nucleolo
REr
REl
Cloroplasto
Peroxisoma
Plasmodesmo
Aparato de Golgi
Pared celular
Membrana plasmática
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CELULA ANIMAL
Microfilamentos
Peroxisoma
Flagelo
Mitocondria
Envuelta
Cromatina Núcleo
Centriololos
Nucleolo
Ribosomas
REr
Microtúbulos
REl
Lisosoma
Cilios
Membrana plasmática
Aparato de Golgi
30
8 EVOLUCIÓN BIOLÓGICA
31
• Una vez que la vida surge sobre la
Tierra, se nos plantea un nuevo
interrogante:
¿cómo a partir de una sola célula han
podido aparecer todas las especies
tan diferentes que existen hoy día?
32
¿Qué es
evolución?
Es un proceso de cambio sobre una
POBLACIÓN reproductiva que
contiene variedades de
INDIVIDUOS características
heredables y en donde algunas
variedades difieren en su
APTITUD ( éxito reproductivo)
33
9.TEORIAS DE LA EVOLUCION
• TEORIAS PREEVOLUTIVAS:
• FIJISMO
• CATASTROFISMO
• TEORIAS EVOLUTIVAS:
•
•
•
•
•
LAMARCKISMO
DARWINISMO
NEODARWINISMO PRIMITIVO
NEODARWINISMO MODERNO O TEORIA SINTETICA
TEORÍA SALTACIONISTA O DEL EQUILIBRIO PUNTUADO
34
TEORIAS PREEVOLUTIVAS
• Hasta el s. XIX se pensó que los seres vivos eran
inmutables y que habían existido siempre de la misma
manera, sin sufrir cambios, fijos, lo cual originó una
corriente de ideas agrupadas bajo el término FIJISMO o
CREACIONISMO.
•
G. Cuvier (1769-1832), estudiando una gran cantidad de
fósiles (padre de la paleontología) dedujo que había
especies que desaparecían, se extinguían, lo cual implicaba
cambios que contradecían al fijismo; pensó que las especies
aparecían sobre la Tierra y se mantenían durante mucho
tiempo sin sufrir ningún cambio hasta que se producía una
gran catástrofe que las hacía desaparecer, tras lo cual
aparecían nuevas especies que volvían a desaparecer en
otra catástrofe y así sucesivamente, surgiendo una
variante de las ideas fijistas que constituyó el
CATASTROFISMO.
35
TEORIAS EVOLUTIVAS
• LAMARCKISMO
• J.B. DE LAMARCK (1744-1829) las especies actuales
provenían de especies primitivas, hoy extinguidas, que
habrían sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva
idea recibió el nombre de EVOLUCIONISMO.
• Para Lamarck estas transformaciones se debían a que
cuando cambiaban las condiciones ambientales, los
seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban
a vivir mejor (ADAPTACIÓN AL MEDIO) y luego esos
caracteres se transmitían a sus descendientes,
apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la
HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.
36
El ejemplo más explicado por el lamarkismo es el origen del cuello en
las jirafas. Según esta hipótesis, el cuello de estos animales se debe
al esfuerzo continuo de unos antílopes originales para llegar a las
hojas más altas de los árboles. Estos esfuerzos harían que los
cuellos se alargaran unos centímetros y pasarían a la descendencia.
Después de muchas generaciones, el cuello iría creciendo hasta las
dimensiones actuales.
37
DARWINISMO
• C. Darwin y A. Wallace proponen:
• El origen de las especies: las especies evolucionan acorde al
medio, para adaptarse a éste.
• El universo pasaba de ser una creación de Dios estática y
perfecta
conjunto de individuos en constante
competición y evolución para poder perpetuar su especie en
el tiempo.
• Ambos naturalistas estuvieron influenciados por el
economista Thomas Malthus.
• Según Malthus, la población tiende a crecer más
rápidamente que la oferta de alimentos disponible para sus
necesidades, el crecimiento se frena debido a las
hambrunas, las enfermedades y las guerras.
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Teoría demográfica de Malthus. La población crece a mayor ritmo que
los recursos, por lo que en algún momento no habrá suficientes
recursos para mantener a la población y surgirá un momento de crisis,
en el que habrá lucha para controlar los escasos recursos disponibles
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El darwinismo se basa en los siguientes principios básicos:
 El mundo no es estático, sino que cambia. Las especies cambian continuamente,
aparecen unas y se extinguen otras. Además, viendo el registro fósil nos damos
cuenta que cuanto más antiguo es el fósil, más diferente se presenta respecto a
los seres actuales
 La evolución es un proceso gradual, continuo. Existe una gran variabilidad entre
las especies, pero de manera continua. Ej: pinzones de las Galápagos
Pinzones de las Galápagos
Se cree que las catorce especies de
pinzones de las islas Galápagos
evolucionaron a partir de una sola,
similar al Volatinia jacarina,
abundante en América Latina, en
especial en la costa sudamericana
del Pacífico. El pinzón ancestral, con
su pico corto y robusto
especializado para aplastar semillas,
migró, con toda probabilidad, desde
el continente hacia las islas. Sus
descendientes, libres para explotar
recursos que en condiciones
normales habrían tenido que
compartir con sílvidos, pájaros
carpinteros y otras aves, se
adaptaron a todos los hábitats
(árboles, cactus o suelo) y
alimentos (semillas, cactus, frutos o
insectos) disponibles. La forma y el
tamaño de sus picos son un ejemplo
de adaptación.
40
A finales del siglo XVIII,
antes de la Revolución
Industrial, la forma
dominante de Biston
betularia era la de color
claro, y se mimetizaba
mejor sobre la corteza de
los árboles cubiertos de
líquenes. Pero la
contaminación industrial
destruyó los líquenes y dejó
a la vista la corteza oscura;
las formas claras eran
presa fácil de las aves,
mientras que las oscuras,
mucho mejor camufladas,
se convirtieron pronto en
las más abundantes. LA
SITUACIÓN SE HA
INVERTIDO
41
42
NEODARWINISMO O TEORÍA
SINTÉTICA DE LA EVOLUCION
•
Surge durante el siglo XX, desde 1930 a 1950, a partir de la fusión
de tres disciplinas diferentes: la genética, la sistemática y la
paleontología.
Esta teoría puede resumirse de la siguiente manera:
•
El proceso evolutivo se basa en los principios de la variabilidad de
la descendencia y de la selección natural
•
El origen de la variabilidad son las mutaciones (crean nuevos alelos)
y las recombinaciones genéticas (crean nuevas combinaciones de
genes)
•
Lo que evoluciona son las poblaciones, no los individuos. Las
poblaciones perduran y cambian a medida que cambian las
frecuencias génicas de las poblaciones, mientras que los individuos
mueren con el mismo genotipo con el que nacieron
•
Los factores que hacen variar las frecuencias génicas de una
población son la SELECCIÓN NATURAL, LAS MUTACIONES, LAS
MIGRACIONES
•
Para que una población llegue a generar una especie diferente ha
de estar aislada de las otras poblaciones
43
10.PRUEBAS DE LA EVOLUCION
Las pruebas en las que se basa la evolución
son las siguientes:
–
–
–
–
–
Pruebas biogeográficas
Pruebas paleontológicas
Pruebas anatómicas
Pruebas embriológicas
Pruebas bioquímicas
44
PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS
Basadas en los fósiles. Los más antiguos tienen unos 3500 millones de
años y corresponden a los estromatolitos (primeras bacterias en la
Tierra)
ESTROMATOLITO
45
46
PRUEBAS MORFOLÓGICAS Y ANATOMICAS
47
48
49
PRUEBAS BIOGEOGRÁFICAS
50
PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS
51
PRUEBAS BIOQUÍMICAS
52
PREGUNTAS???
53
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