EVOLUCIÓN PREBIÓTICA

EL SURGIMIENTO DE LA VIDA

PREGUNTAS:PREGUNTAS:

•SURGE LA VIDA A PARTIR DE SURGE LA VIDA A PARTIR DE LAS PRIMERAS CÉLULAS, O YA LAS PRIMERAS CÉLULAS, O YA ESTABA PRESENTE EN LA ESTABA PRESENTE EN LA EVOLUCIÓN QUÍMICA?EVOLUCIÓN QUÍMICA?

•ES LA CONSCIENCIA UN ES LA CONSCIENCIA UN RESULTADO DE LA RESULTADO DE LA EVOLUCIÓN DEL CEREBRO?EVOLUCIÓN DEL CEREBRO?

ALGUNAS HIPÓTESIS SOBRE EL ORIGEN DE VIDA EN LA TIERRA

Transportada a la tierra desde algún sitio de

la galaxia (paspermia)

Las moléculas orgánicas de la sopa

primitiva llegaron en los meteoritos y

cometas que impactaron la tierra

Las moléculas de la vida se formaron en la

tierra (sopa primitiva, charcas o superficies

minerales)

ETAPAS PARA EL DESARROLLO DE LA VIDA

1. Formación del planeta con atmósfera de gases que contenía la

materia prima de las moléculas más sencilla

2. Síntesis de monómeros biológicos (AA, azúcares y base

nitrogenadas)

3. Polimerización de los monómeros

4. Replicación a partir de la autoorganización de los polímeros y

segregación de gotitas de la sopa, para generar los protobiontes

BIOQUÍMICAMENTE, LOS SISTEMAS VIVOS SE BIOQUÍMICAMENTE, LOS SISTEMAS VIVOS SE DIFERENCIAN DEL ENTORNO FISICOQUÍMICO DIFERENCIAN DEL ENTORNO FISICOQUÍMICO

POR, ENTRE OTRAS, LAS SIGUIENTES POR, ENTRE OTRAS, LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:CARACTERÍSTICAS:

apacidad de reproducción. Evidencias apacidad de reproducción. Evidencias

recientes muestran que el ARN pudo recientes muestran que el ARN pudo

ser la primera macromolécula de la ser la primera macromolécula de la

herencia (mundo del ARN, Walter herencia (mundo del ARN, Walter

Gilbert-1980, premio nobel)Gilbert-1980, premio nobel)

apacidad metabólica, con catalizadores apacidad metabólica, con catalizadores

(Miller)(Miller)

resencia de membrana (esferas resencia de membrana (esferas

proteinoides, Sidney W. Fox:50-60proteinoides, Sidney W. Fox:50-60))

DIFICULTADES DE LA TEORÍA DE LA SOPA PRIMITIVA

a baja concentración de moléculas a baja concentración de moléculas

precursoras no favorece la polimerizaciónprecursoras no favorece la polimerización

l H2O favorece la despolimerización y no la l H2O favorece la despolimerización y no la

síntesis de macromoléculas de la vidasíntesis de macromoléculas de la vida

EL AGUA FAVORECE LA HIDRÓLISIS Y CONTRARRESTA LA POLIMERIZACIÓN

ORIGEN DE LAS PRIMERAS CÉLULAS EN EL MAR

a vida en la tierra comenzó rápidamente, luego del a vida en la tierra comenzó rápidamente, luego del

enfriamiento de la corteza. Posiblemente las primeras enfriamiento de la corteza. Posiblemente las primeras

células aparecieron hace 3.800 millones de años células aparecieron hace 3.800 millones de años

(registro fósil). Las arqueobacterias actuales son las (registro fósil). Las arqueobacterias actuales son las

más parecidas a las formas primitivas (extremófilas más parecidas a las formas primitivas (extremófilas

de las fosas marinas). Posiblemente aparecieron en de las fosas marinas). Posiblemente aparecieron en

lugares poco profundos o charcas con alta lugares poco profundos o charcas con alta

concentración de moléculas. concentración de moléculas.

a vida pudo aparecer mucho antes de las células, en el a vida pudo aparecer mucho antes de las células, en el

reino mineral.reino mineral.

Composición Universo

Composición corteza terrestre

Composición agua de mar

Composición cuerpo humano

Porcentaje del total de Átomos

X : Elementos esenciales para la vida

H 91

He 9,1

O 0,057

N 0,042

C 0,021

Si 0,003

Ne 0,003

Mg 0,002

Fe 0,002

S 0,001

otros < 0,001

O 47

Si 28

Al 7,9

Fe 4,5

Ca 3,5

Na 2,5

K 2,5

Mg 2,2

Ti 0,46

H 0,22

C 0,19

otros < 0,010

H 66

O 33

Cl 0,33

Na 0,28

Mg 0,033

S 0,017

Ca 0,006

K 0,006

C 0,0014

Br 0,0005

otros < 0,001

H 63

O 25,5

C 9,5

N 1,4

Ca 0,31

P 0,22

Cl 0,03

K 0,06

S 0,05

Na 0,03

Mg 0,01

otros < 0,01

ELEMENTOS ESENCIALES PARA LA VIDA

ÁRBOL FILOGENÉTICO UNIVERSAL (TRES DOMINIOS)ÁRBOL FILOGENÉTICO UNIVERSAL (TRES DOMINIOS)LOS ORGANISMO MODERNOS DESCENDIERON DE UN ÚLTIMO LOS ORGANISMO MODERNOS DESCENDIERON DE UN ÚLTIMO

ANCESTRO COMÚNANCESTRO COMÚN

Carl Woese y Gary OlsenCarl Woese y Gary OlsenHace 2.300 millones de años

DESPUÉS DE OPARÍN (1924) Y HALDANE (1929), DESPUÉS DE OPARÍN (1924) Y HALDANE (1929), VINIERON LOS TRABAJOS DE S. MILLER Y H.C. UREY VINIERON LOS TRABAJOS DE S. MILLER Y H.C. UREY

(1952)(1952)

Miller

Trabajos de Miller-UreyTrabajos de Miller-Urey

Experimentos posteriores Experimentos posteriores refinados usaron refinados usaron COCO22, CO, N, CO, N22 y H y H22

ONDAS QUÍMICAS: ONDAS QUÍMICAS: REACCIÓN DE BELOUSOV-REACCIÓN DE BELOUSOV-

ZHAVOTINSKYZHAVOTINSKY

B.P.BelousovB.P.Belousovinicio años 50inicio años 50

LA VIDA AVANZANDO EN CICLOS AUTOREFERENTES DE MAYOR

COMPLEJIDAD

Algunos científicos sugieren que en este nexo caótico Algunos científicos sugieren que en este nexo caótico las estructuras químicas autocatalíticas como la las estructuras químicas autocatalíticas como la reacción de B-Z constituyeron una forma de reacción de B-Z constituyeron una forma de protovida y que en la tierra primitiva florecieron protovida y que en la tierra primitiva florecieron muchas variaciones de este tipo de reacción. muchas variaciones de este tipo de reacción. Reaccionando ante este ámbito alejado del Reaccionando ante este ámbito alejado del equilibrio, los descendientes de estas primeras equilibrio, los descendientes de estas primeras estructuras autocatalíticas, autorreferenciales y estructuras autocatalíticas, autorreferenciales y autosimilares se eslabonaron para formar una autosimilares se eslabonaron para formar una estructura más vasta de rizos de realimentación estructura más vasta de rizos de realimentación llamada hiperciclo. El ARN era un hiperciclo”llamada hiperciclo. El ARN era un hiperciclo”

En Briggs J, Peat DF. Espejo y Reflejo: del caos al orden. 2° Ed. En Briggs J, Peat DF. Espejo y Reflejo: del caos al orden. 2° Ed. Editorial Gedisa, Barcelona. 1994Editorial Gedisa, Barcelona. 1994