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2: Orígenes de la vida - Biología

2: Orígenes de la vida - Biología


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  • 2.1: La doble hélice del ADN
    Esta estructura del ADN fue elaborada por Francis Crick y James D. Watson en 1953. Reveló cómo el ADN, la molécula que Avery había mostrado, era la sustancia física de los genes. Podría replicarse y así transmitirse de generación en generación. Por este trabajo trascendental, compartieron un Premio Nobel en 1962.
  • 2.2: Emparejamiento de bases en ADN y ARN
    Las reglas del emparejamiento de bases nos dicen que si podemos "leer" la secuencia de nucleótidos en una hebra de ADN, podemos deducir inmediatamente la secuencia complementaria en la otra hebra. Las reglas del emparejamiento de bases explican el fenómeno de que cualquiera que sea la cantidad de adenina (A) en el ADN de un organismo, la cantidad de timina (T) es la misma (llamada regla de Chargaff). Del mismo modo, cualquiera que sea la cantidad de guanina (G), la cantidad de citosina (C) es la misma.
  • 2.3: La membrana celular
    La membrana plasmática se conoce como modelo de mosaico fluido y está compuesta por una bicapa de fosfolípidos, con sus colas hidrófobas de ácidos grasos en contacto entre sí. El paisaje de la membrana está salpicado de proteínas, algunas de las cuales atraviesan la membrana. Algunas de estas proteínas sirven para transportar materiales dentro o fuera de la célula. Los carbohidratos están unidos a algunas de las proteínas y lípidos en la superficie de la membrana que mira hacia afuera. Estos funcionan para identificar otras células.
  • 2.4: Comparación de células procariotas y eucariotas
    Las células se clasifican en una de dos categorías amplias: procariotas y eucariotas. Los organismos predominantemente unicelulares de los dominios Bacteria y Archaea se clasifican como procariotas (pro = antes; -karyon- = núcleo). Las células animales, las células vegetales, los hongos y los protistas son eucariotas (eu- = verdadero).
  • 2.5: El origen de la vida
    Para explicar el origen de la vida en nuestra tierra es necesario resolver varios problemas: Cómo las moléculas orgánicas que definen la vida, p. Ej. Se crearon aminoácidos, nucleótidos. Cómo estos se ensamblaron en macromoléculas, p. Ej. proteínas y ácidos nucleicos, - un proceso que requiere catalizadores. Cómo estos pudieron reproducirse a sí mismos. Cómo estos se ensamblaron en un sistema delimitado de su entorno (es decir, una celda). Varias teorías abordan cada uno de estos problemas.
  • 2.6: Primeras celdas
  • 2.7: Endosimbiosis
    La teoría de la endosimbiosis postula que las mitocondrias de los eucariotas evolucionaron a partir de una bacteria aeróbica (probablemente relacionada con las rickettsias) que vive dentro de una célula hospedadora arquea y los cloroplastos de algas rojas, algas verdes y plantas evolucionaron a partir de una cianobacteria endosimbiótica que vive dentro de una célula que contiene mitocondrias. célula huésped eucariota.

El origen de la vida

Quizás el problema biológico más fundamental y al mismo tiempo el menos comprendido es el origen de la vida. Es fundamental para muchos problemas científicos y filosóficos y para cualquier consideración de la vida extraterrestre. La mayoría de las hipótesis sobre el origen de la vida se clasificarán en una de cuatro categorías:

La hipótesis 1, el argumento tradicional de la teología y alguna filosofía, en su forma más general no es inconsistente con el conocimiento científico contemporáneo, aunque el conocimiento científico es inconsistente con una interpretación literal de los relatos bíblicos dados en los capítulos 1 y 2 del Génesis y en otros temas religiosos. escritos. La hipótesis 2 (que por supuesto no es incompatible con la 1) fue la opinión predominante durante siglos. A continuación, se muestra una vista típica del siglo XVII:

[Puede uno] dudar si, en el queso y la madera, se generan gusanos o, si los escarabajos y avispas, en el estiércol de vaca, o si las mariposas, langostas, mariscos, caracoles, anguilas y similares se procrean de materia putrefacta, que es apta para recibir la forma de esa criatura a la que está dispuesto por el poder formativo. Cuestionar esto es cuestionar la razón, el sentido y la experiencia. Si duda de esto, que se vaya a Egipto, y allí encontrará los campos llenos de ratones engendrados del barro del Nylus [Nilo], para gran calamidad de los habitantes.

(Alexander Ross, Arcano Microcosmi, 1652.)

No fue hasta el Renacimiento, con su creciente interés por la anatomía, que se consideró imposible tal generación espontánea de animales a partir de materia en descomposición. A mediados del siglo XVII, el fisiólogo británico William Harvey, en el curso de sus estudios sobre la reproducción y el desarrollo del ciervo real, descubrió que todo animal proviene de un huevo. Un biólogo italiano, Francesco Redi, estableció a finales del siglo XVII que los gusanos de la carne procedían de huevos de mosca depositados sobre la carne. En el siglo XVIII, un sacerdote italiano, Lazzaro Spallanzani, demostró que la fertilización de los óvulos por el esperma era necesaria para la reproducción de los mamíferos. Sin embargo, la idea de la generación espontánea murió con fuerza. Aunque estaba claro que los animales grandes se desarrollaron a partir de huevos fértiles, todavía había esperanza de que los seres más pequeños, los microorganismos, se generaran espontáneamente a partir de los desechos. Muchos sintieron que era obvio que las omnipresentes criaturas microscópicas se generaban continuamente a partir de materia inorgánica.

Se evitó que los gusanos se desarrollaran en la carne cubriéndola con una pantalla a prueba de moscas. Sin embargo, no se podía evitar que el jugo de uva fermentara cubriéndolo con cualquier red. La generación espontánea fue objeto de una gran controversia entre los famosos bacteriólogos franceses Louis Pasteur y Félix-Archimède Pouchet en la década de 1850. Pasteur demostró triunfalmente que incluso las criaturas más diminutas provenían de "gérmenes" que flotaban hacia abajo en el aire, pero que se les podía impedir el acceso a los alimentos mediante una filtración adecuada. Pouchet argumentó, defendiblemente, que la vida debe surgir de alguna manera de la materia inerte, si no, ¿cómo había surgido la vida en primer lugar?

Los resultados experimentales de Pasteur fueron definitivos: la vida no surge espontáneamente de la materia inerte. El historiador estadounidense James Strick revisó las controversias de finales del siglo XIX entre los evolucionistas que apoyaban la idea de "la vida a partir de la no-vida" y sus respuestas a la visión religiosa de Pasteur de que solo la Deidad puede crear vida. La certeza microbiológica de que la vida siempre proviene de vida preexistente en forma de células inhibió a muchos científicos posteriores a Pasteur de discutir sobre el origen de la vida. Muchos eran, y siguen siendo, reacios a ofender el sentimiento religioso investigando este provocativo tema. Pero las cuestiones legítimas sobre el origen de la vida y su relación con el pensamiento religioso y científico planteadas por Strick y otros autores, como el australiano Reg Morrison, persisten hoy y seguirán generando debate.

Hacia fines del siglo XIX, la hipótesis 3 ganó vigencia. El químico sueco Svante A. Arrhenius sugirió que la vida en la Tierra surgió de la “panspermia”, esporas microscópicas que flotaron a través del espacio de un planeta a otro o de un sistema solar a otro por la presión de la radiación. Esta idea, por supuesto, evita más que resuelve el problema del origen de la vida. Parece extremadamente improbable que cualquier organismo vivo pueda ser transportado a la Tierra a distancias interplanetarias o, peor aún, interestelares sin morir por los efectos combinados del frío, la desecación en el vacío y la radiación.

Aunque el naturalista inglés Charles Darwin no se comprometió con el origen de la vida, otros suscribieron la hipótesis 4 con más determinación. El famoso biólogo británico T.H. Huxley en su libro Protoplasma: la base física de la vida (1869) y el físico británico John Tyndall en su "Discurso de Belfast" de 1874 ambos afirmaron que la vida podría generarse a partir de sustancias químicas inorgánicas. Sin embargo, tenían ideas extremadamente vagas sobre cómo se podría lograr esto. La misma frase "molécula orgánica" implicaba, especialmente entonces, una clase de productos químicos de origen biológico único. A pesar de que la urea y otras moléculas orgánicas (carbono-hidrógeno) se habían producido de forma rutinaria a partir de sustancias químicas inorgánicas desde 1828, el término orgánico significaba "de la vida" para muchos científicos y todavía lo hace. En la siguiente discusión, la palabra orgánico no implica un origen biológico necesario. El problema del origen de la vida se reduce en gran medida a la determinación de una fuente orgánica y no biológica de ciertos procesos, como la identidad mantenida por el metabolismo, el crecimiento y la reproducción (es decir, la autopoyesis).

La actitud de Darwin fue: "Es una mera tontería pensar en la actualidad en el origen de la vida, uno podría pensar también en el origen de la materia". De hecho, los dos problemas están curiosamente conectados. De hecho, los astrofísicos modernos piensan en el origen de la materia. La evidencia es convincente de que las reacciones termonucleares, ya sea en interiores estelares o en explosiones de supernovas, generan todos los elementos químicos de la tabla periódica más masivos que el hidrógeno y el helio. Las explosiones de supernovas y los vientos estelares distribuyen los elementos en el medio interestelar, a partir del cual se forman las siguientes generaciones de estrellas y planetas. Estos procesos termonucleares son frecuentes y están bien documentados. Algunas reacciones termonucleares son más probables que otras. Estos hechos llevan a la idea de que se produce una determinada distribución cósmica de los elementos principales en todo el universo. En la tabla se enumeran algunos átomos de interés biológico, sus abundancias numéricas relativas en el universo en su conjunto, en la Tierra y en los organismos vivos. Aunque la composición elemental varía de una estrella a otra, de un lugar a otro en la Tierra y de un organismo a otro, estas comparaciones son instructivas: la composición de la vida es intermedia entre la composición promedio del universo y la composición promedio de la Tierra. El noventa y nueve por ciento de la masa tanto del universo como de la vida está compuesta por seis átomos: hidrógeno (H), helio (He), carbono (C), nitrógeno (N), oxígeno (O) y neón (Ne). . ¿No podría haber surgido vida en la Tierra cuando la composición química de la Tierra estaba más cerca de la composición cósmica promedio y antes de que los eventos posteriores cambiaran la composición química bruta de la Tierra?

Abundancias relativas de los elementos
(por ciento)
* 0 por ciento aquí representa cualquier cantidad menor del 10 al 6 por ciento.
átomo universo vida (vegetación terrestre) Corteza de la Tierra)
hidrógeno 87 16 3
helio 12 0* 0
carbón 0.03 21 0.1
nitrógeno 0.008 3 0.0001
oxígeno 0.06 59 49
neón 0.02 0 0
sodio 0.0001 0.01 0.7
magnesio 0.0003 0.04 8
aluminio 0.0002 0.001 2
silicio 0.003 0.1 14
azufre 0.002 0.02 0.7
fósforo 0.00003 0.03 0.07
potasio 0.000007 0.1 0.1
argón 0.0004 0 0
calcio 0.0001 0.1 2
planchar 0.002 0.005 18

Los planetas jovianos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) están mucho más cerca de la composición cósmica que la Tierra. Son en gran parte gaseosos, con atmósferas compuestas principalmente de hidrógeno y helio. Se han detectado cantidades más pequeñas de metano, amoníaco, neón y agua. Esta circunstancia sugiere fuertemente que los planetas jovianos masivos se formaron a partir de material de composición cósmica típica. Debido a que están tan lejos del Sol, sus atmósferas superiores son muy frías. Los átomos de las atmósferas superiores de los masivos y fríos planetas jovianos ahora no pueden escapar de sus campos gravitacionales, y el escape probablemente fue difícil incluso durante la formación planetaria.

La Tierra y los otros planetas del sistema solar interior, sin embargo, son mucho menos masivos y la mayoría tiene atmósferas superiores más calientes. Hoy en día, el hidrógeno y el helio escapan de la Tierra. Es posible que durante la formación de la Tierra hayan escapado gases mucho más pesados. Muy temprano en la historia de la Tierra, había una abundancia mucho mayor de hidrógeno, que posteriormente se perdió en el espacio. Lo más probable es que los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno estuvieran presentes en la Tierra primitiva, no en forma de CO.2 (dióxido de carbono), N2y O2 como son hoy, sino más bien como sus hidruros completamente saturados: metano, amoníaco y agua. La presencia de grandes cantidades de minerales reducidos (ricos en hidrógeno), como la uraninita y la pirita, que fueron expuestos a la atmósfera antigua en sedimentos formados hace más de dos mil millones de años, implica que las condiciones atmosféricas entonces eran considerablemente menos oxidantes de lo que son hoy.

En la década de 1920, el genetista británico J.B.S. Haldane y el bioquímico ruso Aleksandr Oparin reconocieron que la producción no biológica de moléculas orgánicas en la actual atmósfera rica en oxígeno de la Tierra es muy poco probable, pero que, si la Tierra alguna vez hubiera tenido más condiciones ricas en hidrógeno, la producción abiogénica de moléculas orgánicas habría sido mucho mayor. probable. Si grandes cantidades de materia orgánica se sintetizaran de alguna manera en la Tierra primitiva, no necesariamente habrían dejado mucho rastro en la actualidad. En la atmósfera actual, con 21 por ciento de oxígeno producido por la fotosíntesis de cianobacterias, algas y plantas, las moléculas orgánicas tenderían, con el tiempo geológico, a descomponerse y oxidarse en dióxido de carbono, nitrógeno y agua. Como reconoció Darwin, los primeros organismos tendían a consumir cualquier materia orgánica producida espontáneamente antes del origen de la vida.

La primera simulación experimental de las condiciones tempranas de la Tierra fue realizada en 1953 por un estudiante de posgrado, Stanley L. Miller, bajo la dirección de su profesor de la Universidad de Chicago, el químico Harold C. Urey. Se hizo circular una mezcla de metano, amoniaco, vapor de agua e hidrógeno a través de una solución líquida y se encendió continuamente mediante una descarga en corona montada más arriba en el aparato. Se pensaba que la descarga representaba relámpagos. Después de varios días de exposición a chispas, la solución cambió de color. Mediante este sencillo procedimiento se produjeron varios aminoácidos e hidroxiácidos, sustancias químicas familiares en la vida terrestre contemporánea. El experimento es lo suficientemente simple como para que los estudiantes de secundaria puedan detectar fácilmente los aminoácidos mediante cromatografía en papel. La luz ultravioleta o el calor se sustituyeron como fuente de energía en experimentos posteriores. Se alteraron las abundancias iniciales de gases. En muchos otros experimentos como este, se formaron aminoácidos en grandes cantidades. En la Tierra primitiva, había mucha más energía disponible en luz ultravioleta que en descargas de rayos. En longitudes de onda ultravioleta largas, el metano, el amoníaco, el agua y el hidrógeno son todos transparentes, y gran parte de la energía ultravioleta solar se encuentra en esta región del espectro. Se sugirió que el gas sulfuro de hidrógeno era un compuesto probablemente relevante para la absorción ultravioleta en la atmósfera primitiva de la Tierra. Los aminoácidos también se produjeron mediante irradiación ultravioleta de longitud de onda larga de una mezcla de metano, amoníaco, agua y sulfuro de hidrógeno. Al menos algunas de estas síntesis de aminoácidos involucraban cianuro de hidrógeno y aldehídos (por ejemplo, formaldehído) como intermedios gaseosos formados a partir de los gases iniciales. Es bastante notable que los aminoácidos, particularmente los aminoácidos biológicamente abundantes, se produzcan fácilmente en condiciones simuladas de la Tierra primitiva. Si se permite oxígeno en este tipo de experimentos, no se forman aminoácidos. Esto ha llevado a un consenso de que las condiciones ricas en hidrógeno (o al menos pobres en oxígeno) eran necesarias para las síntesis orgánicas naturales antes de la aparición de la vida.

En condiciones alcalinas y en presencia de catalizadores inorgánicos, el formaldehído reacciona espontáneamente para formar una variedad de azúcares. Los azúcares de cinco carbonos fundamentales para la formación de ácidos nucleicos, así como los azúcares de seis carbonos como la glucosa y la fructosa, se producen fácilmente. Estos son metabolitos comunes y bloques de construcción estructurales en la vida actual. Además, las bases de nucleótidos e incluso los pigmentos biológicos llamados porfirinas se han producido en el laboratorio en condiciones simuladas de la Tierra primitiva. Tanto los detalles de las vías sintéticas experimentales como la cuestión de la estabilidad de las pequeñas moléculas orgánicas producidas se debaten enérgicamente. Sin embargo, la mayoría, si no todos, de los componentes básicos de proteínas (aminoácidos), carbohidratos (azúcares) y ácidos nucleicos (bases de nucleótidos), es decir, los monómeros, pueden producirse fácilmente en condiciones que se cree que prevalecieron en Tierra en el Archean Eon. La búsqueda de los primeros pasos en el origen de la vida se ha transformado de un ejercicio religioso / filosófico en una ciencia experimental.


Notas de lectura

1. Describe cuatro procesos necesarios para el origen espontáneo de la vida en la Tierra.

Proceso 1: producción de moléculas orgánicas: síntesis de moléculas orgánicas simples a partir de precursores ambientales

  • reacciones químicas para producir moléculas orgánicas simples, como:
    • aminoácidos: 20 tipos
    • nucleótidos: purinas y amperimidinas
    • monosacáridos: glucosa, ribosa
    • ácidos grasos, glicerol
    • agua
    • dióxido de carbono
    • amoníaco

    Proceso 2: polimerización: ensamblaje de moléculas orgánicas simples en polímeros

    Proceso 3: formación de material genético: formación de polímeros que pueden auto-replicarse

    • El ARN tiene dos habilidades clave que lo convierten en el probable material genético original.
      • genéticamente: autorreplicación
        • Se ha demostrado experimentalmente que el ARN tiene la capacidad de autorreplicarse
        • La secuencia de nucleótidos del ARN es variable,
        • permitiendo la herencia de información que codifica secuencias de aminoácidos en polipéptidos
        • Las ribozimas de ARN se encuentran en células modernas.

        Proceso 4: producción de membranas: empaquetar las moléculas anteriores dentro de las membranas creando una química interna diferente de su entorno, incluidos los polímeros que contienen la información genética

        • coacerva
          • una agregación esférica de macromoléculas (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos) que forman una inclusión coloidal
          • unidos por fuerzas hidrofóbicas
          • se forman espontáneamente a partir de ciertas soluciones orgánicas diluidas
          • 1 a 100 micrómetros de diámetro
          • poseen propiedades osmóticas
          • pequeñas agregaciones esféricas de proteínas
          • 2 micrómetros de diámetro
          • se forman espontáneamente a partir de aminoácidos calentados y enfriados
          • exhiben algunas propiedades asociadas con la vida:
            • respuesta al medio ambiente
            • metabolismo basico
            • reproducción simple
            • una vesícula esférica compuesta por una membrana bicapa
            • se forman espontáneamente a partir de fosfolípidos

            Resultado: "protobiontes:" Es probable que el producto de los cuatro procesos anteriores hayan sido estructuras celulares.

            • Es probable que la selección natural haya actuado sobre variantes de protobiontes que compiten por los recursos.
            • seleccionando para:
              • estabilidad: homeostasis, producida por enzimas que controlan las reacciones metabólicas
              • longevidad: supervivencia
              • fidelidad: transmitir información genética con un error mínimo
              • fecundidad: tasa de reproducción

              2. Resume los experimentos de Miller y Urey sobre el origen de compuestos orgánicos.

              Simular atmósfera reductora

              • Miller / Urey: vapor de agua, hidrógeno, metano, amoniaco
              • Otros: varias mezclas con dióxido de carbono, monóxido de carbono, nitrógeno, fosfatos, etc., e incluso pequeñas cantidades de oxígeno.

              Simular fuentes de alta energía

              • Miller / Urey: mezcla de aminoácidos
              • Otros: varias mezclas que incluyen los 20 aminoácidos, azúcares, lípidos, bases de purina y pirimidina de nucleótidos de ADN y ARN, ATP

              3. Indique que los cometas pueden haber entregado compuestos orgánicos a la Tierra.

              • los cometas contienen una variedad de compuestos orgánicos
                • El contenido de metteroitos de Murchison es similar a los compuestos orgánicos producidos por los experimentos de Miller / Urey
                • podría haber suministrado a la tierra compuestos orgánicos y agua

                4. Discuta los posibles lugares donde las condiciones hubieran permitido la síntesis de compuestos orgánicos.

                • respiraderos hidrotermales de aguas profundas
                  • fuente de energía: calor
                  • produce espontáneamente compuestos reducidos como el sulfuro de hierro
                    • que se puede oxidar para sintetizar moléculas orgánicas
                    • fuente de energía: calor
                    • proporciona una fuente de energía para el ensamblaje de polímeros a partir de monómeros
                    • cometas
                    • meteoritos

                    5. Resuma dos propiedades del ARN que le habrían permitido desempeñar un papel en el origen de la vida.

                    • El ARN tiene dos habilidades clave que lo convierten en el probable material genético original.
                      • genético: autorreplicación
                        • Se ha demostrado experimentalmente que el ARN tiene la capacidad de autorreplicarse
                          • Los nucleótidos de ARN individuales se autoensamblan en polímeros de ARN.
                          • Los polímeros de ARN atraen bases nucleotídicas complementarias
                            • A = U
                            • G = C
                              • enzimático: catalizar reacciones químicas
                                • El ARN puede actuar como una enzima, catalizando varias reacciones, produciendo polímeros a partir de monómeros.
                                • En los organismos eucariotas de hoy, el ARN regula numerosas funciones celulares, incluida la síntesis de proteínas y el control genético.
                                • por ejemplo, las ribozimas de ARN se encuentran en células modernas
                                • El ARN, como el ADN, es una secuencia de nucleótidos que puede llevar un código genético.
                                • El ARN es estructuralmente más simple que el ADN
                                • El ARN puede autoensamblar de nucleótidos disponibles en el medio ambiente
                                • El ARN puede autorreplicarse utilizando una molécula de ARN existente como plantilla, agregando nucleótidos libres disponibles en el medio ambiente
                                • copiar errores = mutaciones
                                • El ARN puede catalizar enzimáticamente reacciones metabólicas
                                • La competencia entre varias variedades de ARN selecciona la variedad más eficiente.

                                6. Indique que las células vivas pueden haber sido precedidas por protobiontes, con un ambiente químico interno diferente al de su entorno.

                                Orígenes de las células procariotas

                                • Las colecciones aleatorias de moléculas orgánicas no califican como vivas, mientras que las células sí lo hacen.
                                  • la vida organizada como células requiere organización y estabilidad en el tiempo
                                  • la estructura celular permite la compartimentación
                                  • Los protobiontes forman compartimentos que a su vez pueden contener moléculas como ARN capaces de reacciones, catálisis y replicación.
                                  • La selección favorecería a los protobiontes más exitosos en términos de estabilidad / supervivencia y replicación / progenie.
                                  • Se necesitaría material genético, probablemente ARN, como información para el control que podría copiarse a la progenie.
                                  • protobiontes
                                    • posible origen de las membranas
                                    • a partir de agregados de moléculas orgánicas producidas abióticamente
                                    • una agregación esférica de moléculas de lípidos que forman una inclusión coloidal
                                    • unidos por fuerzas hidrofóbicas
                                    • se forman espontáneamente a partir de ciertas soluciones orgánicas diluidas
                                    • 1 a 100 micrómetros de diámetro
                                    • poseen propiedades osmóticas
                                    • pequeñas agregaciones esféricas de proteínas
                                    • 2 micrómetros de diámetro
                                    • se forman espontáneamente a partir de aminoácidos calentados y enfriados
                                    • forma una membrana selectiva
                                    • mantiene un potencial osmótico
                                    • una vesícula esférica compuesta por una membrana bicapa
                                    • se forman espontáneamente a partir de moléculas de fosfolípidos en agua turbulenta
                                    • autoensamblarse en una bicapa lipídica formando gotitas unidas a la membrana
                                    • capaz de crecimiento y división
                                    • estructuras esféricas que contienen ARN
                                    • Mantener un entorno químico interno diferente al que lo rodea.
                                    • Es probable que la selección natural haya actuado sobre variantes de protobiontes que compiten por los recursos.
                                    • seleccionando para:
                                      • estabilidad: homeostasis, producida por enzimas que controlan las reacciones metabólicas
                                      • longevidad: supervivencia, producida por combinaciones de enzimas metabólicas
                                      • fidelidad: transmitir información genética con un error mínimo
                                      • fecundidad: tasa de reproducción

                                      7. Resuma la contribución de los procariotas a la creación de una atmósfera rica en oxígeno.

                                      • Es probable que las primeras células que compiten por fuentes de energía hayan proporcionado una presión de selección que favorezca la evolución de la fotosíntesis.
                                        • Algunos procariotas fotosintéticos utilizan fuentes de electrones distintas del agua.
                                          • Los procariotas fotosintéticos que viven hoy en día en aguas termales utilizan sulfuro de hidrógeno como fuente de electrones.
                                          • rocas en Groenlandia que datan de hace 3.7 a 3.800 millones de años, llamadas formaciones de hierro en bandas, proporcionan evidencia de oxígeno atmosférico, lo que sugiere la presencia de procariotas fotosintéticos

                                          8. Discuta la teoría endosimbiótica del origen de las células eucariotas.


                                          Una breve actualización sobre nuevas evidencias y teorías de LUCA

                                          Allen Nutman y colaboradores, al estudiar rocas de metacarbonato en el cinturón supracrustal de Isua en el suroeste de Groenlandia, publicaron la evidencia de los estromatolitos más antiguos conocidos (estructuras macroscópicamente estratificadas producidas por actividad microbiana), con una edad de 3.700 millones de años (Nutman et al., 2016) . Sugieren que el origen de la vida ocurrió en ambientes marinos poco profundos y que los organismos antiguos fueron responsables de un CO autótrofo.2 inclusión en el océano (Nutman et al., 2016). En Labrador, Tashiro et al. (2017) encontraron evidencia del grafito biogénico más antiguo, ≥3.95 mil millones de años, correspondiente a organismos autótrofos en agua de mar mezclada con fluido hidrotermal. Este equipo, dirigido por el geólogo japonés Tsuyoshi Komiya, estudió los valores de isótopos de carbono del grafito y el carbonato en rocas metasedimentarias. Recientemente, Nutman ha sido desafiado por otro equipo de científicos que estudiaron las mismas estructuras presentes en las rocas de Groenlandia, utilizando una muestra cercana al sitio de la muestra original. Llegaron a la conclusión de que estas estructuras son metasedimentos abiogénicos, probablemente deformados (Allwood et al., 2018). Recientemente, Nutman et al. (2019) presentaron exámenes adicionales que respaldan las conclusiones de su estudio anterior.

                                          Weiss y col. (2016) analizaron 355 genes en filos bacterianos y arqueales. Conceptualizaron un árbol de la vida como un árbol de proteínas que representa la monofilia de Bacteria y Archaea, a partir de la cual inferieron las proteínas probablemente presentes en LUCA, como la girasa inversa, una enzima específica de los hipertermófilos, y la vía Wood-Ljungdahl. Por lo tanto, sugirieron que LUCA era un H2-autótrofo anaeróbico dependiente usando CO2 y N2, que existía en un ambiente hidrotermal. Otros, como Dodd et al. (2017), han presentado evidencia que apoya esta teoría del origen de la vida en respiraderos hidrotermales submarinos, que ocurrió al menos 3.77-4.28 Ga. La evidencia incluye fósiles de tubos y filamentos restos de bacterias oxidantes de hierro incrustadas en rocas del cinturón de Nuvvuagittuq en Quebec, Canadá y el hecho de que en los respiraderos hidrotermales modernos de Si-Fe, uno puede encontrar microorganismos que forman tubos y filamentos distintivos como los de los fósiles (Dodd et al., 2017). Esta idea del origen hidrotermal de la vida fue propuesta por primera vez por Corliss et al. (1981) después del descubrimiento de respiraderos hidrotermales submarinos modernos.

                                          También se ha encontrado nueva evidencia en la Formación Dresser, Pilbara Craton, Australia, depósitos de aguas termales dentro de una caldera volcánica de baja erupción (Djokic et al., 2017), que sería un entorno similar al que se encuentra actualmente en el Parque Nacional Yellowstone. (Figura 1). Se encontraron varias “biofirmas”, como evidencia de burbujas de gas, filamentos microbianos y estromatolitos (Djokic et al., 2017). Los autores propusieron una visión del origen de la vida como si ocurriera en piscinas que se secan y se mojan repetidamente (Djokic et al., 2017 Van Kranendonk et al., 2017). También realizaron un experimento utilizando compuestos probablemente disponibles en la Tierra prebiótica (ácidos nucleicos) que fueron sometidos a ciclos secos y húmedos en condiciones similares a las aguas termales y obtuvieron polímeros más largos, similares al ARN, encapsulados en protoceldas (Van Kranendonk et al. , 2017). Estos autores sugieren un entorno temprano similar a la hipótesis de Darwin de 1871, señalando que "varios científicos de diferentes campos ahora piensan que [Darwin] intuitivamente había dado con algo importante" (Van Kranendonk et al., 2017, p. 31). De hecho, su evidencia apoya la hipótesis de Darwin del origen de la vida en un pequeño estanque cálido (Darwin, 1871).


                                          Definiendo cómo comenzó la vida

                                          Dado todo esto, los científicos pueden plantear la hipótesis de cómo comenzó la vida en la Tierra. Hay pocas dudas de que las mezclas de compuestos orgánicos se organizaron en sistemas complejos mediante procesos de autoensamblaje, porque lo mismo ocurre con los compuestos orgánicos de los meteoritos, que son tan antiguos como el planeta.

                                          El siguiente paso ocurrió cuando algunos de los sistemas microscópicos tenían el conjunto particular de moléculas y propiedades que les permitían capturar energía y nutrientes del medio ambiente y usarlos para producir moléculas poliméricas más grandes. En el siguiente paso hacia la vida, uno de los sistemas de crecimiento contenía moléculas que podían usarse como plantillas para dirigir un mayor crecimiento, de modo que una segunda molécula polimérica era en cierto sentido una réplica de la primera molécula. La síntesis de ADN en las células es un ejemplo principal de crecimiento molecular por polimerización y también demuestra cómo la información de una molécula se puede reproducir en una segunda molécula. Debido a que estos procesos pueden reproducirse en condiciones de laboratorio, uno puede estar razonablemente seguro de que son reacciones plausibles en la Tierra primitiva, aunque los científicos aún no saben cómo se produjeron los primeros polímeros largos.

                                          El último paso en el origen de la vida es que uno o más de los sistemas en crecimiento y replicación encontraron una manera de usar la secuencia de monómeros en una molécula, como un ácido nucleico, para dirigir la secuencia de monómeros en otro tipo de molécula, como una proteína. Este fue el origen de la codigo genetico y el comienzo de la vida. También marcó el comienzo de la evolución, porque los sistemas moleculares compuestos por dos moléculas que interactúan diferentes, como ácidos nucleicos y proteínas, tienen el potencial de sufrir cambios mutacionales seguidos de selección.

                                          Es sorprendente pensar que este complejo conjunto de eventos ocurrieron espontáneamente en la Tierra primitiva, y que la vida comenzó a funcionar solo unos pocos cientos de millones de años después de que la Tierra se hubiera enfriado lo suficiente como para que existiera agua líquida. Y, sin embargo, esto parece ser lo que sucedió, y si sucedió en la Tierra también podría suceder en otros lugares, ya que se cree que las leyes de la química y la física son universales. Esta comprensión más amplia de la vida ha dado lugar a una nueva disciplina científica llamada astrobiología, que se define como el estudio de la vida en el universo.


                                          Origen de la vida: entorno de la Tierra primitiva

                                          Entonces, si Pasteur tiene razón y la vida solo proviene de la vida existente, ¿dónde y cómo comenzó la vida? Muchas teorías intentan responder a esta pregunta, incluida la teoría creacionista popular, que afirma que Dios creó al hombre a su propia imagen, lo que de hecho puede ser correcto. Sin embargo, esta sección ilustra la evidencia científica que conduce a una vía evolutiva. En el análisis final, ambas teorías pueden resultar ser las mismas.

                                          Con base en muchas suposiciones, se cree que las condiciones en la Tierra primitiva, hace unos tres o cuatro mil millones de años, son muy diferentes de lo que son hoy. Para empezar, el fenómeno astronómico llamado? El big bang? se define por una teoría que propone que la tierra fue una de las partículas más grandes que se fusionaron después de la explosión inicial del universo, o big bang, que arrojó todas las partículas del universo lejos de un punto central y las destinó a girar lentamente alrededor de ese punto.

                                          Bionote

                                          Las rocas que contienen hierro supuestamente recuperadas de los estratos del período no contienen óxido, lo que indica además la ausencia de oxígeno.

                                          En consecuencia, la tierra estaba muy caliente, evaporando el agua líquida a la atmósfera. Sin embargo, a medida que la tierra se enfrió, el vapor de agua atrapado por la gravedad se condensó, cayó como lluvia y no se evaporó, sino que permaneció encerrado en charcos que se convirtieron en lagos y océanos. También se creía que la actividad tectónica provocó muchas erupciones volcánicas en ese momento. De los volcanes actuales, sabemos que cuando entran en erupción, liberan dióxido de carbono, nitrógeno y una gran cantidad de gases no oxigenados. Además, sin una atmósfera protectora, la Tierra fue bombardeada constantemente con meteoritos y otros desechos espaciales que aún estaban en circulación desde el Big Bang. A partir de la investigación astronómica actual, sabemos que los meteoritos pueden transportar hielo y otros compuestos, incluidos compuestos a base de carbono. Los investigadores creen, por lo tanto, que la atmósfera de la Tierra primitiva estaba formada por vapor de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrógeno, nitrógeno, amoníaco y metano. ¡Tenga en cuenta que no había oxígeno en la atmósfera de la Tierra primitiva!

                                          Los meteorólogos sospechan que los rayos, las lluvias torrenciales y la radiación ultravioleta se combinaron con la intensa actividad volcánica y el constante bombardeo de meteoritos para hacer de la Tierra primitiva un entorno interesante pero inhóspito.

                                          Síntesis de Miller-Urey

                                          Dos científicos estadounidenses, Stanley Miller y Harold Urey, diseñaron un experimento para simular las condiciones en la Tierra primitiva y observar la formación de vida. Combinaron metano, agua, amoníaco e hidrógeno en un recipiente en las concentraciones aproximadas que se teorizó que existieron en la Tierra primitiva. Para simular un rayo, agregaron una chispa eléctrica. Días después, examinaron la? Sopa? que formó y descubrió la presencia de varios aminoácidos simples! Aunque este diseño experimental probablemente no representó con precisión el porcentaje de combinaciones gaseosas de la Tierra primitiva, el trabajo adicional del Dr. Miller y otros, utilizando diferentes combinaciones, produjo compuestos orgánicos. En 1995, Miller produjo uracilo y citosina, dos de las bases nitrogenadas que se encuentran tanto en el ADN como en el ARN. Sin embargo, hasta la fecha, no se han creado seres vivos a partir de seres inanimados en el laboratorio. Curiosamente, la investigación continua sobre meteoritos ha identificado, tan recientemente como en 1969, que contienen las cinco bases de nitrógeno. Esto presenta la hipótesis de que quizás los ingredientes necesarios para la vida fueron traídos del espacio exterior.

                                          Wegener: tectónica de placas y deriva continental

                                          Al mirar un mapa moderno del mundo, es fácil ver cómo la costa del lado oeste de África parece coincidir con la costa este de América del Sur. A medida que aumentaron las habilidades cartográficas y el conocimiento de los límites del continente gracias a la exploración náutica, en 1912, el meteorólogo alemán Alfred Wegener propuso una hipótesis del movimiento de la Tierra. Hizo la hipótesis de que las masas de tierra existentes se están moviendo en realidad y probablemente todas comenzaron como una gran masa de tierra. Su teoría de deriva continental hizo que las masas de tierra de la Tierra parecieran gigantescas islas flotantes que a veces se alejaban, a veces chocaban unas con otras por fuerzas que él no podía describir. Aunque se observó la anomalía África-Sudamérica, su teoría no obtuvo mucho apoyo durante su vida.

                                          Bionote

                                          La mayor parte de América del Norte y aproximadamente la mitad del Océano Atlántico adyacente viajan en la placa de América del Norte. La gran placa del Pacífico se frota contra la placa de América del Norte en la falla de San Andrés en el sur de California, creando frecuentes terremotos.

                                          Con los recientes avances en geología, ahora sabemos que todas las características de la superficie, la tierra y el agua, en realidad flotan sobre el manto viscoso de la tierra, que sostiene la corteza móvil y la capa exterior de la Tierra. La corteza sólida, o placa, que habitamos es una de las muchas piezas de formas irregulares de tamaño variable que se mueven en direcciones específicas. La idea de que estas grandes placas continentales están en constante movimiento creado por el calentamiento geotérmico, la convección y el movimiento se llama placas tectónicas.

                                          La tectónica de placas explica cómo las grandes masas de tierra se separan y también chocan entre sí. Este movimiento constante de la Tierra, a menudo medido en centímetros por año, es responsable de terremotos, volcanes, expansión del lecho marino y deriva continental.

                                          Aparentemente, Wegener tenía razón, las primeras formas de tierra aisladas probablemente se unieron para crear una sola masa de tierra, o supercontinente llamado Pangea, hace aproximadamente 250 millones de años al final de la era Paleozoica. Nota en la ilustración Pangea la forma propuesta del supercontinente.

                                          La vida que había evolucionado en las masas terrestres separadas ahora tenía que competir con otras formas de vida de las otras masas terrestres aisladas a medida que estas masas terrestres se solidificaban en una. La competencia por el espacio, la comida y el refugio, así como el aumento de la depredación, crearon presiones adicionales de selección natural. Los registros fósiles indican extinciones masivas y un cambio importante en la diversidad genética en este momento.

                                          Un segundo evento cataclísmico que también afectó la diversidad biológica ocurrió hace unos 200 millones de años durante la era Mesozoica. En ese momento, Pangea comenzó a separarse y las formas terrestres aisladas se convirtieron nuevamente en su propio laboratorio evolutivo aislado. Las masas de tierra que se separaban se aislaron reproductivamente unas de otras.

                                          Extinción y diversidad genética

                                          Extinción parece ser un fenómeno natural y, como la selección natural, favorece la reproducción de ciertas especies a expensas de especies menos aptas. La extinción es la pérdida de todos los miembros de una especie determinada y su complemento genético, que nunca se recuperará. La evidencia fósil indica que después de una extinción masiva como la extinción del Pérmico, cuando se formó Pangea y nuevamente al final del período Cretácico, cuando los dinosaurios dominaban el mundo, siguió un período de crecimiento y variación genética. Aparentemente, las extinciones abrieron los territorios marginales para la colonización de las especies restantes. Los mamíferos son el estudio clásico en este punto porque se sabía que existían de 50 a 100 millones de años en territorios habitados por dinosaurios antes de la extinción de los dinosaurios. Tras la desaparición de los dinosaurios, los fósiles de mamíferos indican una cantidad considerable de especiación y crecimiento en números generales, ambos probablemente asociados con la adquisición de nuevos territorios y la pérdida de dinosaurios como competidores y depredadores.

                                          Bioterms

                                          Radiación adaptativa es el proceso por el cual se incrementa la diversidad genética en los descendientes de un ancestro común a medida que colonizan y se adaptan a nuevos territorios.

                                          Radiación adaptativa

                                          La rápida diversidad genética que sigue a una extinción, división de la masa terrestre u otro evento cataclísmico puede deberse a radiación adaptativa, también conocido como evolución divergente.

                                          Se llama radiación porque los descendientes genéticamente divergentes parecen irradiar desde un punto central, al igual que los rayos solares del sol. Durante la evolución divergente, los descendientes adoptan una variedad de características que les permiten ocupar nichos igualmente diversos.

                                          El ejemplo clásico de radiación adaptativa es el estudio completado por Darwin cuando observó 13 especies diferentes de pinzones durante su famoso viaje de descubrimiento a las Islas Galápagos. Las islas mismas son adecuadas para la radiación adaptativa porque consisten en numerosas islas pequeñas en las proximidades del Océano Pacífico aproximadamente a 125 millas (200 kilómetros) al oeste de Ecuador, América del Sur.

                                          Desde la época de Darwin, un análisis de la especiación del pinzón reveló una población fundadora Llegó del continente y ocupó una isla. Las presiones específicas de las islas probablemente hicieron que esa especie evolucionara a una nueva especie diferente de la del continente.A medida que los pinzones se apoderaron de la isla, la competencia aumentó y es posible que las especies pioneras hayan migrado a una isla diferente. Esto creó una nueva especie fundadora que se adaptó a las nuevas presiones de la isla y se modificó para convertirse en una nueva especie. Asimismo, las islas restantes fueron colonizadas sucesivamente. Debido a que cada isla es ligeramente diferente, las adaptaciones de los pinzones a menudo eran exclusivas de una isla específica. Además, los pinzones podrían regresar a una isla habitada y competir con las especies existentes, o regresar y dividir territorio, refugio y recursos y coexistir pacíficamente. El regreso a una isla habitada probablemente también provocó presiones adicionales de selección natural.

                                          Todavía no estamos seguros de cómo se originó la vida en la Tierra. Podría ser una obra maestra celestial, una anomalía astronómica o una serie de mutaciones y adaptaciones. Existe evidencia que favorece a cada teoría. Independientemente, los patrones de similitud parecen vincular a algunos organismos más estrechamente que a otros.


                                          Los cinco problemas principales de las teorías actuales sobre el origen de la vida

                                          El verano pasado publiqué una lista de los & # 8220Top Diez Problemas con la Evolución Darwiniana & # 8221. Desde entonces, algunos lectores han solicitado una lista de los principales problemas con las teorías que buscan explicar el origen químico de la vida. Hay numerosos problemas, pero aquí está mi lista de los 5 principales:

                                          Problema 1: No hay un mecanismo viable para generar una sopa primordial.
                                          Según el pensamiento convencional entre los teóricos del origen de la vida, la vida surgió a través de reacciones químicas no guiadas en la Tierra primitiva hace unos 3 a 4 mil millones de años. La mayoría de los teóricos creen que hubo muchos pasos involucrados en el origen de la vida, pero el primer paso habría involucrado la producción de una sopa primordial & # 8212 un mar a base de agua de moléculas orgánicas simples & # 8212 de la cual surgió la vida. Si bien la existencia de esta & # 8220soup & # 8221 ha sido aceptada como un hecho incuestionable durante décadas, este primer paso en la mayoría de las teorías del origen de la vida enfrenta numerosas dificultades científicas.

                                          En 1953, un estudiante graduado de la Universidad de Chicago llamado Stanley Miller, junto con su consejero de la facultad Harold Urey, realizaron experimentos con la esperanza de producir los componentes básicos de la vida en condiciones naturales en la Tierra primitiva. 1 Estos & # 8220Miller-Urey experimentos & # 8221 pretendían simular el impacto de un rayo sobre los gases en la atmósfera primitiva de la Tierra & # 8217. Después de ejecutar los experimentos y dejar reposar los productos químicos durante un período de tiempo, Miller descubrió que se habían producido aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas.

                                          Durante décadas, estos experimentos han sido aclamados como una demostración de que los & # 8220 bloques de construcción & # 8221 de la vida podrían haber surgido en condiciones naturales y realistas similares a la Tierra, 2 corroborando la hipótesis de la sopa primordial. Sin embargo, también se ha sabido durante décadas que la atmósfera primitiva de la Tierra era fundamentalmente diferente de los gases utilizados por Miller y Urey.

                                          La atmósfera utilizada en los experimentos de Miller-Urey estaba compuesta principalmente por gases reductores como metano, amoníaco y altos niveles de hidrógeno. Los geoquímicos ahora creen que la atmósfera de la Tierra primitiva no contenía cantidades apreciables de estos componentes. El teórico del origen de la vida de UC Santa Cruz, David Deamer, explica en la revista Reseñas de microbiología y biología molecular amp:

                                          Esta imagen optimista comenzó a cambiar a fines de la década de 1970, cuando se hizo cada vez más claro que la atmósfera primitiva era probablemente de origen y composición volcánica, compuesta principalmente de dióxido de carbono y nitrógeno en lugar de la mezcla de gases reductores asumida por el modelo de Miller-Urey. El dióxido de carbono no es compatible con la rica variedad de vías sintéticas que conducen a posibles monómeros & # 8230 3

                                          Asimismo, un artículo de la revista Ciencias declaró: & # 8220 Miller y Urey se basaron en una atmósfera & # 8216reductora & # 8217, una condición en la que las moléculas son grasas con átomos de hidrógeno. Como Miller demostró más tarde, no podía producir orgánicos en una atmósfera & # 8216 oxidante & # 8217. & # 8221 4 El artículo lo expresó sin rodeos: & # 8220 la atmósfera temprana no se parecía en nada a la situación de Miller-Urey. & # 8221 5 Consistente con esto , los estudios geológicos no han descubierto evidencia de que alguna vez existiera una sopa primordial. 6

                                          Hay buenas razones por las cuales la atmósfera primitiva de la Tierra no contenía altas concentraciones de metano, amoníaco u otros gases reductores. Se cree que la atmósfera temprana de la Tierra fue producida por la desgasificación de los volcanes, y la composición de esos gases volcánicos está relacionada con las propiedades químicas del manto interno de la Tierra. Los estudios geoquímicos han descubierto que las propiedades químicas del manto de la Tierra habrían sido las mismas en el pasado que en la actualidad. 7 Pero hoy, los gases volcánicos no contienen metano ni amoníaco, y no se están reduciendo.

                                          Un papel en Cartas de ciencia terrestre y planetaria descubrió que las propiedades químicas del interior de la Tierra han sido esencialmente constantes a lo largo de la historia de la Tierra, lo que lleva a la conclusión de que & # 8220La vida puede haber encontrado sus orígenes en otros entornos o por otros mecanismos. & # 8221 8 Tan fuerte es el evidencia contra la síntesis prebiótica de la vida y los componentes básicos que en 1990 la Junta de Estudios Espaciales del Consejo Nacional de Investigación recomendó que los investigadores del origen de la vida emprendan un examen de síntesis de monómeros biológicos en entornos primitivos similares a la Tierra, como se revela en la actualidad modelos de la Tierra primitiva. & # 8221 9

                                          Debido a estas dificultades, algunos teóricos destacados han abandonado el experimento de Miller-Urey y la teoría de la & # 8220primordial soup & # 8221. En 2010, el bioquímico del University College de Londres Nick Lane declaró que la teoría de la sopa primordial & # 8220 no & # 8217t retiene el agua & # 8221 y está & # 8220 pasada su fecha de vencimiento & # 8221 10 En cambio, propone que la vida surgió en respiraderos hidrotermales submarinos. Pero tanto la hipótesis del respiradero hidrotermal como la de la sopa primordial enfrentan otro problema importante.

                                          Problema 2: la formación de polímeros requiere síntesis de deshidratación
                                          Supongamos por un momento que había alguna forma de producir moléculas orgánicas simples en la Tierra primitiva. Quizás formaron una & # 8220 sopa primordial & # 8221, o quizás estas moléculas surgieron cerca de algún respiradero hidrotermal. De cualquier manera, los teóricos del origen de la vida deben explicar cómo los aminoácidos u otras moléculas orgánicas clave se unen para formar cadenas largas (polímeros) como proteínas (o ARN).

                                          Sin embargo, químicamente hablando, el último lugar en el que desearía unir aminoácidos en cadenas sería un vasto entorno a base de agua como la sopa primordial o bajo el agua cerca de un respiradero hidrotermal. Como reconoce la Academia Nacional de Ciencias, & # 8220 Dos aminoácidos no se unen espontáneamente en el agua. Más bien, la reacción opuesta se favorece termodinámicamente. & # 8221 11 En otras palabras, el agua descompone las cadenas de proteínas en aminoácidos (u otros constituyentes), lo que dificulta la producción de proteínas (u otros polímeros) en la sopa primordial.

                                          Problema 3: La hipótesis del mundo del ARN carece de pruebas que lo confirmen
                                          Supongamos, de nuevo, que en la Tierra primitiva existía un mar primordial lleno de vida y que de alguna manera formó proteínas y otras moléculas orgánicas complejas. Los teóricos del origen de la vida creen que el siguiente paso en el origen de la vida es que & # 8212 completamente por casualidad & # 8212 se formaron más y más moléculas complejas hasta que algunas comenzaron a auto-replicarse. A partir de ahí, creen que la selección natural darwiniana se hizo cargo, favoreciendo aquellas moléculas que eran más capaces de hacer copias. Con el tiempo, asumen, se hizo inevitable que estas moléculas desarrollaran una maquinaria compleja, como la que se usa en el código genético actual, para sobrevivir y reproducirse.

                                          ¿Han explicado los teóricos modernos cómo tuvo lugar este puente crucial entre las sustancias químicas inertes y no vivientes y los sistemas moleculares autorreplicantes? Para nada. De hecho, incluso Stanley Miller admitió fácilmente la dificultad de explicar esto en Revista Descubrir:

                                          Incluso Miller levanta las manos ante ciertos aspectos. El primer paso, hacer los monómeros, es fácil. Lo entendemos bastante bien. Pero luego tienes que hacer los primeros polímeros autorreplicantes. Eso es muy fácil, dice, el sarcasmo gotea bastante. Al igual que es fácil ganar dinero en el mercado de valores, todo lo que tiene que hacer es comprar barato y vender caro. Él ríe. Nadie sabe cómo se hace. 12

                                          La hipótesis más destacada sobre el origen de la primera vida se llama & # 8220RNA world & # 8221. En las células vivas, la información genética es transportada por el ADN y la mayoría de las funciones celulares son realizadas por proteínas. Sin embargo, el ARN es capaz de transportar información genética y catalizar algunas reacciones bioquímicas. Como resultado, algunos teóricos postulan que la primera vida pudo haber usado ARN solo para cumplir con todas estas funciones.

                                          Pero hay muchos problemas con esta hipótesis.

                                          Por un lado, las primeras moléculas de ARN tendrían que surgir mediante procesos químicos no biológicos no guiados. Pero no se sabe que el ARN se ensambla sin la ayuda de un químico de laboratorio capacitado que guíe inteligentemente el proceso. El químico de la Universidad de Nueva York, Robert Shapiro, criticó los esfuerzos de aquellos que intentaron producir ARN en el laboratorio, afirmando: & # 8220 La falla está en la lógica & # 8212 que este control experimental de investigadores en un laboratorio moderno podría haber estado disponible en los primeros tiempos. Tierra. & # 8221 13

                                          En segundo lugar, aunque se ha demostrado que el ARN desempeña muchas funciones en la célula, no hay evidencia de que pueda realizar todas las funciones celulares necesarias que actualmente realizan las proteínas. 14

                                          En tercer lugar, la hipótesis del mundo del ARN no puede explicar el origen de la información genética.

                                          Los defensores del mundo del ARN sugieren que si la primera vida autorreplicante se basara en el ARN, habría requerido una molécula de entre 200 y 300 nucleótidos de longitud. 15 Sin embargo, no se conocen leyes químicas o físicas que dicten el orden de esos nucleótidos. 16 Para explicar el orden de los nucleótidos en la primera molécula de ARN autorreplicante, los materialistas deben confiar en la pura casualidad. Pero las probabilidades de especificar, digamos, 250 nucleótidos en una molécula de ARN por casualidad son aproximadamente 1 en 10150 & # 8212 por debajo del & # 8220 límite de probabilidad universal & # 8221, un término que caracteriza eventos cuya ocurrencia es al menos remotamente posible dentro de la historia. del universo. 17 Shapiro plantea el problema de esta manera:

                                          La aparición repentina de una gran molécula autocopiante, como el ARN, era sumamente improbable. & # 8230 [La probabilidad] es tan infinitamente pequeña que que suceda incluso una vez en cualquier parte del universo visible se consideraría una suerte excepcional. 18

                                          En cuarto lugar, y más fundamentalmente, la hipótesis del mundo del ARN no puede explicar el origen del código genético en sí. Para evolucionar hacia la vida basada en ADN / proteínas que existe hoy en día, el mundo del ARN necesitaría desarrollar la capacidad de convertir la información genética en proteínas. Sin embargo, este proceso de transcripción y traducción requiere un gran conjunto de proteínas y máquinas moleculares & # 8212 que a su vez están codificadas por información genética.

                                          Todo esto plantea un problema del huevo y la gallina, donde se necesitan enzimas esenciales y máquinas moleculares para realizar la tarea que las construye.

                                          Problema 4: Los procesos químicos no guiados no pueden explicar el origen del código genético.
                                          Para apreciar este problema, considere el origen del primer DVD y reproductor de DVD. Los DVD son ricos en información, pero sin la maquinaria de un reproductor de DVD para leer el disco, procesar su información y convertirla en imagen y sonido, el disco sería inútil. Pero, ¿y si las instrucciones para construir el primer reproductor de DVD solo se encontraran codificadas en un DVD? Nunca podría reproducir el DVD para aprender a construir un reproductor de DVD. Entonces, ¿cómo surgió el primer sistema de reproducción de discos y DVD? La respuesta es obvia: se requiere un proceso dirigido a objetivos & # 8212 diseño inteligente & # 8212 para producir tanto el reproductor como el disco.

                                          En las células vivas, las moléculas portadoras de información (como el ADN o el ARN) son como el DVD, y la maquinaria celular que lee esa información y la convierte en proteínas es como el reproductor de DVD. Al igual que en la analogía del DVD, la información genética nunca se puede convertir en proteínas sin la maquinaria adecuada. Sin embargo, en las células, las máquinas necesarias para procesar la información genética en el ARN o el ADN están codificadas por esas mismas moléculas genéticas y realizan y dirigen la misma tarea que las construye.

                                          Este sistema no puede existir a menos que tanto la información genética como la maquinaria de transcripción / traducción estén presentes al mismo tiempo, y a menos que ambas hablen el mismo idioma. No mucho después de que se descubriera por primera vez el funcionamiento del código genético, el biólogo Frank Salisbury explicó el problema en un artículo en Profesor de Biología Estadounidense:

                                          Es agradable hablar de la replicación de moléculas de ADN que surgen en un mar espeso, pero en las células modernas esta replicación requiere la presencia de enzimas adecuadas. & # 8230 [E] l vínculo entre el ADN y la enzima es muy complejo, involucrando ARN y una enzima para su síntesis en una plantilla de ADN, ribosomas, enzimas para activar los aminoácidos y las moléculas de ARN de transferencia. & # 8230 ¿Cómo, en ausencia de la enzima final, podría actuar la selección sobre el ADN y todos los mecanismos para replicarlo? Es como si todo tuviera que suceder a la vez: todo el sistema debe surgir como una sola unidad, o no tendrá ningún valor. Puede que haya formas de salir de este dilema, pero no las veo en este momento. 19

                                          El mismo problema al que se enfrentan los investigadores del mundo del ARN moderno y sigue sin resolverse. Como observaron dos teóricos en un artículo de 2004 en Internacional de Biología Celular:

                                          La secuencia de nucleótidos tampoco tiene sentido sin un esquema de traducción conceptual y capacidades físicas & # 8220hardware & # 8221. Los ribosomas, los ARNt, las aminoacil ARNt sintetasas y los aminoácidos son todos componentes de hardware del mensaje de Shannon & # 8220receiver & # 8221. Pero las instrucciones para esta maquinaria están codificadas en el ADN y ejecutadas por proteínas & # 8220workers & # 8221 producidas por esa maquinaria. . Sin la maquinaria y los trabajadores de las proteínas, el mensaje no se puede recibir ni comprender. Y sin instrucción genética, la maquinaria no se puede ensamblar. 20

                                          Problema 5: Ningún modelo viable para el origen de la vida
                                          A pesar de décadas de trabajo, los teóricos del origen de la vida no saben explicar cómo surgió este sistema. En 2007, el químico de Harvard George Whitesides recibió la medalla Priestley, el premio más alto de la American Chemical Society. Durante su discurso de aceptación, ofreció este crudo análisis, reimpreso en la respetada revista Noticias de química e ingeniería:

                                          El origen de la vida. Este problema es uno de los grandes de la ciencia. Empieza a colocar la vida, y nosotros, en el universo. La mayoría de los químicos creen, al igual que yo, que la vida surgió espontáneamente de mezclas de moléculas en la Tierra prebiótica. ¿Cómo? No tengo ni idea. 21

                                          Muchos otros autores han hecho comentarios similares. Massimo Pigliucci afirma: & # 8220 [E] t tiene que ser cierto que realmente no & # 8217t tenemos ni idea de cómo se originó la vida en la Tierra por medios naturales. & # 8221 22 O como escribió el escritor científico Gregg Easterbrook en Wired, & # 8220 crea vida a partir de los compuestos inanimados que forman los seres vivos? Nadie sabe. ¿Cómo se ensamblaron los primeros organismos? La naturaleza no nos ha dado la menor pista. En todo caso, el misterio se ha profundizado con el tiempo. & # 8221 23

                                          Asimismo, el citado artículo en Internacional de Biología Celular concluye: & # 8220 Se requieren nuevos enfoques para investigar el origen del código genético. Las limitaciones de la ciencia histórica son tales que es posible que nunca se comprenda el origen de la vida. & # 8221 24 Es decir, que nunca se comprendan a menos que los científicos estén dispuestos a considerar explicaciones científicas dirigidas a objetivos como el diseño inteligente.


                                          El Instituto de Investigación de la Creación

                                          En el primer artículo `` Origen de la vida: una crítica de las teorías de la evolución química en etapas tempranas '', de enero de 1976, de esta serie sobre las teorías del origen de la vida, tras la discusión de los problemas relacionados con un origen naturalista de compuestos orgánicos relativamente simples, el problema Se introdujo el origen de moléculas grandes ("macromoléculas"), como las proteínas, el ADN y el ARN. Se señaló que una de las barreras insuperables para la acumulación de cantidades significativas de estas moléculas tan complejas (incluso suponiendo que el océano estuviera poblado con grandes cantidades de los productos químicos necesarios) era el hecho de que se requiere energía para formar los enlaces químicos entre ellos. las unidades en estos compuestos de cadena larga.

                                          FIGURA 1.

                                          Como consecuencia, prácticamente hablando, estos compuestos no tienen tendencia a formarse, pero, por otro lado, tienden muy fácilmente a desintegrarse o desintegrarse. Lo que sucede de forma natural y espontánea, entonces, es que las proteínas se descomponen en sus aminoácidos constituyentes, y el ADN y el ARN tienden a romperse en fragmentos y, finalmente, en sus grupos constituyentes: un azúcar, ácido fosfórico y purinas y pirimidinas. Si las proteínas, el ADN, el ARN y otras macromoléculas complejas surgieran en la hipotética tierra primitiva mediante procesos naturalistas, habría tenido que existir algún mecanismo para impulsar este proceso en la dirección opuesta a la que tiende a ir. Este mecanismo habría tenido que ser muy eficiente, ya que se tendrían que producir muchos miles de millones de toneladas de cada uno de los diferentes tipos de proteínas, ADN y ARN para proporcionar suficientes de estos compuestos vitales para el origen de la vida en un océano que contiene en algún lugar entre 35 y 350 millones de millas cúbicas de agua.

                                          Modelo Térmico de Fox

                                          La sugerencia que ha ganado más atención que todas las demás es la idea de Sidney Fox. Fox ha publicado artículos sobre diversos aspectos de su teoría térmica en numerosas revistas científicas y en muchos libros, algunos de los cuales se enumeran en la bibliografía de este artículo. 1-5 Se puede encontrar un esbozo de la teoría de Fox en prácticamente todos los textos modernos de escuelas secundarias y universidades sobre biología, evolución y temas relacionados. Recientemente se publicó un volumen de revisión en honor a su 60 cumpleaños. 6 Y, sin embargo, si algo en la ciencia es cierto, se puede decir que, independientemente de cómo surgió la vida en este planeta, no surgió de acuerdo con el esquema sugerido por Fox. No se podría juzgar a uno como demasiado cruel o crítico si etiquetara la sugerencia de Fox como pseudociencia.

                                          Fox usa calor intenso como mecanismo de conducción en su modelo. En la demostración de laboratorio del esquema del origen de la vida de Fox, una mezcla particular de aminoácidos puros y secos se calienta a aproximadamente 175 ° C (el agua hierve a 100 ° C) durante un tiempo limitado (generalmente alrededor de seis horas). Luego se detiene el calentamiento intenso y el producto se agita con agua caliente y el material insoluble se elimina por filtración. Cuando la solución acuosa se enfría, precipita un producto en forma de glóbulos microscópicos, que Fox llama microesferas proteinoides. El análisis de este material muestra que está formado por polímeros, o cadenas, de aminoácidos, aunque de longitudes más cortas que las que se encuentran habitualmente en las proteínas.Algunos de estos glóbulos se asemejan a las bacterias cocoides, y otros sobresalen y parecen estar brotando superficialmente de manera similar a ciertos microorganismos.

                                          Fox afirma que sus microesferas proteinoides constituyen protocélulas (es decir, son casi, pero no del todo, células verdaderas) y eran un vínculo vital entre el entorno químico primordial y las verdaderas células vivas. Afirma que los aminoácidos en estos polímeros no están ordenados aleatoriamente como se esperaría, sino que se obtienen unas pocas moléculas similares a proteínas altamente homogéneas (que tienen una estructura química idéntica) con sus aminoácidos ordenados en una secuencia ordenada con precisión. Además, afirma que estos compuestos poseen propiedades catalíticas o similares a enzimas detectables. Finalmente, Fox afirma que estas microesferas se multiplican por división de alguna manera a la manera de las células verdaderas.

                                          FIGURA 2.La reacción anterior representa la formación de dipéptido, que contiene solo dos aminoácidos. La proteína promedio contiene varios cientos de residuos de aminoácidos. Para formar dicha proteína, la reacción anterior se repetirá muchas veces a medida que los aminoácidos se agreguen sucesivamente al final de la cadena.

                                          Cuando se le preguntó en qué lugar de la tierra primordial se podría encontrar un lugar donde los aminoácidos podrían haberse calentado a unos 175 ° C, Fox sugiere que ese lugar se habría encontrado en los bordes de los volcanes. Cuando se señaló que calentar a una temperatura tan alta (no ocurre mucha reacción a temperaturas muy por debajo de 175 ° C) causaría la destrucción completa de los productos si el calentamiento continúa mucho más allá de las seis horas, Fox sugiere que la lluvia podría ocurrir justo en el momento adecuado. para lavar los productos.

                                          El esquema de Fox requeriría una serie única de eventos y condiciones, cuya probabilidad sería tan diminuta que podría equipararse a cero. Estos son los siguientes:

                                          1. Calentamiento a alta temperatura durante un tiempo limitado.

                                          La sugerencia de Fox de que la combinación de los bordes de los volcanes con la lluvia en el momento justo sería suficiente para producir miles de millones de toneladas de estos polímeros ha sido severamente criticada incluso por numerosos evolucionistas. 7 Miller y Orgel señalan que cuando la lava se solidifica, la superficie de la lava es apenas más cálida que la temperatura del aire. Al discutir esta característica del modelo de Fox, dicen: "Otra forma de examinar este problema es preguntando si hay lugares en la tierra hoy con temperaturas apropiadas donde podríamos dejar caer, digamos, 10 gramos de una mezcla de aminoácidos, y obtener una cantidad significativa". rendimiento de polipéptidos & hellip No podemos pensar en un solo lugar así. '' 8 Incluso si existieran tales lugares, serían tan limitados en extensión, y el momento de la lluvia sería tan restrictivo (ni mucho menos ni mucho más de seis horas desde el momento en que comienza el calentamiento), que la tasa de producción sería mucho menor que la tasa de destrucción por hidrólisis y otras reacciones degradantes una vez que los productos fueran arrastrados al océano u otras masas de agua.

                                          2. La mezcla de reacción de Fox consiste únicamente (en lo que se refiere al material orgánico) de aminoácidos puros.

                                          ¿Dónde diablos podría encontrarse una mezcla de aminoácidos puros? ¡Solo en el laboratorio de un científico del siglo XX! Sin embargo, de acuerdo con el esquema de evolución química que Fox y todos los demás teóricos del origen de la vida suscriben, una gran variedad de compuestos químicos orgánicos, que se cuentan por miles y probablemente muchas decenas de miles, se habrían producido en la tierra primordial. La probabilidad de que una mezcla de aminoácidos puros se acumule en cualquier lugar, suponiendo que se estén produciendo, sería cero absoluto. Cualquier aminoácido producido se mezclaría con azúcares, aldehídos, cetonas, ácidos carboxílicos, aminas, purinas, pirimidinas y otros productos químicos orgánicos. Calentar los aminoácidos a casi cualquier temperatura con una mezcla de tales productos químicos seguramente resultará en la destrucción completa de los aminoácidos. Sin lugar a dudas, no se producirían polipéptidos ni proteinoides. Este factor por sí solo elimina por completo el esquema de Fox de cualquier discusión racional.

                                          3. Se requiere una proporción de aminoácidos totalmente improbable.

                                          Si se calientan proporciones aleatorias de aminoácidos, no se obtiene ningún producto. Se requiere una proporción muy alta de uno de los aminoácidos ácidos, los ácidos aspártico y glutámico, o del aminoácido básico, lisina. Generalmente, aproximadamente una parte de uno de los aminoácidos ácidos, o una parte de lisina, un aminoácido básico, se calienta con dos partes de todos los aminoácidos restantes combinados. Bajo ninguna condición de ocurrencia natural existiría tal proporción de aminoácidos. En todos los experimentos de laboratorio del origen de la vida, los aminoácidos producidos en las proporciones más altas son la glicina y la alanina, la estructura más simple y, por lo tanto, el más estable de todos los aminoácidos. Generalmente se producen ácidos aspártico y glutámico, pero en pequeñas proporciones. Rara vez, o nunca, se producen cantidades detectables de lisina. Una vez más, el plan de Fox está completamente fuera de contacto con la realidad.

                                          4. La serina y la treonina se destruyen principalmente.

                                          Dos de los aminoácidos que se encuentran con más frecuencia en las proteínas son la serina y la treonina. Sin embargo, sufren una destrucción severa durante el proceso de calentamiento requerido en el esquema de Fox. Por tanto, el producto resultante contiene sólo cantidades menores de serina y treonina en contraste con las proteínas de origen natural.

                                          5. La afirmación de que los productos consisten en unos pocos polipéptidos (proteinoides) relativamente homogéneos con aminoácidos dispuestos en una secuencia muy ordenada es evidentemente absurda.

                                          Si a un mono se le permitiera escribir en una máquina de escribir, la secuencia en la cadena de letras producidas en el papel sería completamente aleatoria. El resultado sería una tontería. Lo mismo ocurre con los polímeros producidos a partir de aminoácidos, nucleótidos o azúcares de acuerdo con procesos físicos y químicos ordinarios. La química y la física, al igual que los monos, son tontas y no tienen la capacidad de organizar subunidades en ningún orden en particular. Consideraciones de probabilidad basadas en reactividades relativas de grupos funcionales y energías de activación. exigir la producción de estructuras o secuencias aleatorias en cualquier polimerización que involucre mezclas de aminoácidos, nucleótidos o azúcares. Se ha demostrado que, de hecho, la polimerización de los azúcares 9 y de los nucleótidos 10 conduce a secuencias aleatorias.

                                          La afirmación de Fox de que su producto consiste en cantidades relativamente grandes de unos pocos polipéptidos (los polímeros de aminoácidos se denominan polipéptidos cuando las cadenas son más cortas que las proteínas), cada uno con los aminoácidos dispuestos en una secuencia muy específica, en lugar de una enorme cantidad de polipéptidos. con estructuras aleatorias, se basa en técnicas y análisis de separación totalmente inadecuados. No hay evidencia válida que demuestre si los aminoácidos en los productos de Fox están ordenados o no. De hecho, algunos de sus compañeros teóricos del origen de la vida acusan a Fox de engaño a este respecto. Por lo tanto, Miller y Orgel, en relación con la afirmación de Fox de que su producto consiste en polipéptidos no aleatorios, dicen "Así, el grado de no aleatoriedad en los polipéptidos térmicos demostrado hasta ahora es mínimo en comparación con la no aleatoriedad de las proteínas". Es engañoso, entonces, sugerir que los polipéptidos térmicos son similares a las proteínas en su no aleatoriedad ''. 11

                                          Más allá de las consideraciones anteriores, existe evidencia convincente adicional de que el producto de Fox debe consistir en estructuras aleatorias. La alta temperatura requerida para la reacción racemiza casi por completo los aminoácidos. Todos menos uno de los aminoácidos que se encuentran en las proteínas (la glicina es la excepción) pueden existir en al menos dos formas, formas en las que la disposición en el espacio de los átomos difiere. Estas formas se designan como formas D y L (a veces denominadas "derecha" y "izquierda"). Tienen la misma relación entre sí que una mano derecha lleva a una mano izquierda, cada una es una imagen especular de la otra, pero no superponible. Química y físicamente exhiben propiedades idénticas excepto que las soluciones de las dos formas rotan la luz polarizada plana en direcciones opuestas. Sin embargo, biológicamente, la diferencia es enorme. Todas las proteínas de origen natural contienen exclusivamente la forma L o zurda. El reemplazo de un solo aminoácido en una proteína con su forma D destruye completamente toda la actividad biológica.

                                          FIGURA 3.La secuencia de aminoácidos de la proteína quimotripsinógeno.

                                          La racemización es el proceso que convierte los D-aminoácidos en una mezcla de las formas D y L, o los L-aminoácidos en una mezcla de las formas D y L. Cuando un aminoácido está completamente racemizado, consta de cantidades iguales de las formas D y L. Todos los aminoácidos tienden a racemizarse en condiciones naturales, y la tasa de racemización depende del aminoácido particular y de las condiciones ambientales. El tratamiento brutal de calentar los aminoácidos durante varias horas a 175 ° C, como se mencionó anteriormente, racemiza ampliamente los aminoácidos, cambiando los aminoácidos de las formas L a una mezcla de las formas L y D.

                                          Dado que las formas D y L de los aminoácidos tienen propiedades químicas idénticas, la probabilidad de que la forma D se incorpore en cualquier punto de la cadena es igual a la probabilidad de que se incorpore la forma L. Entonces no habría forma, químicamente, de especificar qué forma se incorporaría en un punto en particular. Por tanto, la secuencia de los dos primeros aminoácidos de la cadena podría ser L-L, D-D, D-L o L-D. Cada uno tendría la misma probabilidad. La secuencia de los primeros tres aminoácidos, independientemente de los aminoácidos en particular, podría ser L-L-L, L-L-D, L-D-L, L-D-D, D-D-D, D-D-L, D-L-D o D-L-L. Así, se puede ver que incluso si la secuencia de los tres primeros aminoácidos fuera la misma (como, por ejemplo, arginina-valina-treonina), se pueden obtener ocho estructuras diferentes, diferencias que ejercerían una enorme influencia biológica. De hecho, según la bioquímica conocida, solo la forma L-L-L podría haber tenido algún significado potencial.

                                          Por tanto, es imposible que el producto de Fox consista en estructuras específicas. Una secuencia particular de diez aminoácidos pero que consta de mezclas de las formas D y L produciría mil estructuras diferentes (2 10) y una secuencia particular de 100 aminoácidos existente en las formas D y L produciría 10 mil millones de veces 10 mil millones de veces 10 mil millones de estructuras diferentes (2 100 o aproximadamente 10 30). Es evidente que la afirmación de Fox de un alto grado de homogeneidad, o no aleatoriedad, en su producto es ciertamente absurda.

                                          6. Las propiedades catalíticas o enzimáticas reivindicadas para el producto son apenas detectables y no están relacionadas con las enzimas presentes.

                                          Las propiedades catalíticas de las enzimas que se encuentran en los organismos actuales se deben a la secuencia precisa de los L-aminoácidos en estas proteínas. El producto de Fox consta de secuencias aleatorias de estos aminoácidos. Cualquier mejora de la actividad catalítica de los propios aminoácidos libres por esta polimerización no sería más que la transmitida por la incorporación de estos aminoácidos en polímeros aleatorios o estructuras químicas inespecíficas. Además, estos polímeros consisten en mezclas de D- y L-aminoácidos. Como se mencionó anteriormente, la sustitución de un solo L-aminoácido por su forma D en una enzima (que puede constar de varios cientos de aminoácidos) destruye completamente, para todos los propósitos prácticos, su capacidad biológica, es decir, catalítica ( la actividad residual, si la hay, se reduce por debajo de una cantidad detectable). Se puede encontrar más discusión sobre este punto en la monografía de Gish sobre el origen de la vida. 12 Es probable que si Fox hubiera barrido el polvo del piso del edificio de la administración de la universidad y lo hubiera arrojado a su mezcla de prueba, hubiera tenido tanta actividad como su proteinoide.

                                          7. Las microesferas proteinoides son inestables y se destruyen fácilmente.

                                          Fox afirma un alto grado de estabilidad para sus microesferas proteinoides, sin embargo, él mismo revela que las microesferas contenidas en una suspensión acuosa entre los portaobjetos de microscopio se pueden volver a disolver fácilmente simplemente calentando los portaobjetos. 13 ¡Ciertamente estable! Además, la dilución de una suspensión acuosa mediante la adición de agua también disuelve las microesferas.

                                          8. La división de las microesferas se debe a fenómenos fisicoquímicos simples y no tienen relación con la división celular por organismos vivos.

                                          La división celular, incluso en los organismos más simples, requiere un proceso y una maquinaria increíblemente complejos, que implican la duplicación de cada unidad de la célula con una fidelidad extremadamente alta. Por otro lado, la división reportada para las microesferas de Fox es un fenómeno fisicoquímico simple, como la separación de una pompa de jabón en dos burbujas. No tiene mayor importancia. A medida que el material se precipita de la solución en forma de glóbulos y la cantidad que se ha acumulado en cualquier glóbulo en particular excede una cierta cantidad, las fuerzas fisicoquímicas pueden hacer que el glóbulo se divida en dos glóbulos. Sin embargo, no se lleva a cabo ninguna reproducción, ninguna réplica de ningún tipo. El material del primer glóbulo se distribuiría aleatoriamente entre los dos glóbulos de producto.

                                          Esta discusión sobre el esquema de Fox para el origen de la vida, aunque incompleta, ha sido relativamente extensa. Sin embargo, se cree que esto es deseable debido a la tremenda promoción (y la ingenua aceptación) de las teorías de Fox en los textos de la escuela secundaria y la universidad y también en los círculos científicos. El éxito de Fox confirma el sesgo y las actitudes acientíficas que dominan los establecimientos educativos y científicos en relación con la cuestión de los orígenes. Todo lo que incorpore la filosofía evolutiva es aceptable, por poco científico que sea.

                                          Otros modelos

                                          Se han ofrecido otras sugerencias (reseñas buenas pero concisas de éstas se pueden encontrar en el artículo de Horowitz y Hubbard 7b y en el libro de Miller y Orgel 7a). Aquellos que involucran reacciones en solución acuosa (y por lo tanto en los océanos, lagos y todos los demás ambientes acuosos) se pueden eliminar de manera efectiva debido a que los reactivos de alta energía necesarios para proporcionar la energía para formar los enlaces químicos entre los aminoácidos, nucleótidos, etc. , sería rápidamente destruida por el agua. Estos reactivos son eficaces en síntesis de laboratorio porque los reactivos se preparan en disolventes no acuosos en condiciones anhidras, y las reacciones en las que se utilizan estos reactivos se llevan a cabo generalmente en condiciones similares. Sin embargo, no hay posibilidad de que estos reactivos puedan formarse en la tierra primitiva.

                                          Se han ofrecido otras sugerencias que utilizan temperaturas elevadas en un ambiente seco, además de la sugerencia de Fox. 14 Orgel y sus colaboradores han publicado una serie de artículos, por ejemplo, sobre la síntesis térmica en un ambiente seco de nucleótidos y de polímeros de nucleótidos, 15 pero el propio Orgel admite que estos experimentos no tienen relevancia para el origen de la vida. Después de discutir las posibilidades de que tales reacciones ocurran en las condiciones de la tierra primitiva, Miller y Orgel afirman: `` Sin embargo, dudamos que una polimerización muy extensa de nucleótidos pueda haber ocurrido de esta manera o de que polimerización 'biológica' podría haber tenido lugar excepto en un acuoso medio ambiente. & quot 16

                                          Miller y Orgel han manifestado así su convicción de que las polimerizaciones que dieron lugar a proteínas, ADN, ARN y otras moléculas biológicas ("polimerizaciones" lsquobiológicas ") deben haber ocurrido en un medio acuoso. Pero como se indicó anteriormente, esto habría sido imposible porque los compuestos de alta energía necesarios para impulsar estas reacciones de polimerización no podrían haberse formado o existir en un ambiente acuoso.

                                          En el párrafo final de su capítulo sobre polimerizaciones, Miller y Orgel afirman: “Este capítulo probablemente ha sido confuso para el lector. Creemos que esto se debe al progreso muy limitado que se ha logrado en el estudio de las reacciones de condensación prebiótica ''. 17 Esta falta de éxito se debe a las dificultades extremas al intentar imaginar cómo tales procesos podrían haber ocurrido en condiciones naturales. Algunos podrían suponer, por otra parte, que se han realizado progresos limitados principalmente porque aún se han realizado comparativamente pocas investigaciones sobre el origen de la vida. Sin embargo, en esa cantidad limitada de investigación, se ha trabajado lo suficiente para probar todos los principios involucrados. El trabajo adicional no alterará los principios de termodinámica, cinética química u otros principios básicos involucrados. Estos se erigen como barreras para un origen naturalista de moléculas biológicamente activas.

                                          Esta serie de teorías sobre el origen de la vida concluirá en un número futuro.


                                          2: Orígenes de la vida - Biología

                                          Descripción de la conferencia

                                          Esta video conferencia, parte de la serie Genética útil por la Prof. Rosie Redfield, actualmente no tiene una descripción detallada y el título de la videoconferencia. Si ha visto esta conferencia y sabe de qué se trata, en particular sobre los temas de biología que se discuten, ayúdenos comentando este video con sus sugerencias descripción y título. Muchas gracias de

                                          - El equipo de CosmoLearning

                                          Índice de cursos

                                          1. Descripción general del módulo 1
                                          2. ¿Qué tan diferentes somos?
                                          3. Propiedades del ADN
                                          4. Propiedades de los genes
                                          5. Por qué la biología molecular es confusa
                                          6. Propiedades de los cromosomas
                                          7. Ciclos de vida y ploidía
                                          8. Comparación de secuencias de ADN
                                          9. Relaciones genéticas y evolutivas de las poblaciones humanas
                                          10. Descripción general del módulo 2
                                          11. Fidelidad de la replicación del ADN
                                          12. Por qué la mayoría de las mutaciones son inofensivas
                                          13. Tipos de mutaciones y sus consecuencias.
                                          14. Mutaciones somáticas y de la línea germinal
                                          15. Mutágenos (de qué deberíamos preocuparnos)
                                          16. Mutaciones, selección y evolucionabilidad
                                          17. Orígenes y evolución de nuevos genes y familias de genes
                                          18. La comparación de secuencias de ADN revela la historia evolutiva
                                          19. Descripción general del módulo 3
                                          20. Conceptos básicos de proteínas
                                          21. Proteínas catalíticas (enzimas)
                                          22. Proteínas estructurales, transportadoras y portadoras
                                          23. Proteínas reguladoras y ARN
                                          24. Fenotipos homocigotos
                                          25. Diploides: fenotipos heterocigotos
                                          26. Todo sobre el dominio
                                          27. ¿Cómo se nombran los genes?
                                          28. Interacción de genes en vías bioquímicas
                                          29. Interacciones regulatorias
                                          30. Cómo las mutaciones somáticas causan cáncer
                                          31. Marcos para predecir los efectos fenotípicos de la mutación
                                          32. Descripción general del módulo 4
                                          33. Cromosomas sexuales y determinación del sexo
                                          34. Expresión de genes ligados al cromosoma X en mujeres
                                          35. Expresión de genes ligados al cromosoma X en hombres
                                          36. ¿Puede la variación genética natural explicar la variación fenotípica natural?
                                          37. La mayor parte de la variación natural tiene efectos muy pequeños.
                                          38. Muchas variantes genéticas naturales afectan a múltiples rasgos
                                          39. Los efectos de la variación genética natural dependen del medio ambiente
                                          40. Los efectos de la variación genética natural dependen del azar
                                          41. Cómo la variación genética natural afecta el riesgo de cáncer
                                          42. Integrar nuevos conocimientos en conceptos antiguos
                                          43. Descripción general del módulo 5
                                          44. huella de ADN
                                          45. Análisis de un solo gen o 'panel' de genes
                                          46. Tipificación de SNP del genoma, Parte 1
                                          47. Tipificación de SNP del genoma, Parte 2
                                          48. Servicios de mecanografía de SNP
                                          49. Secuenciación del exoma
                                          50. Haplotipos
                                          51. Ascendencia
                                          52. Cuestiones éticas y sociales que rodean la genómica personal.
                                          53. Genómica no tan personal
                                          54. Descripción general del módulo 6
                                          55. Mitosis
                                          56. Ciclos de vida sexual
                                          57. Meiosis, los fundamentos
                                          58. Seguimiento de genotipos a través de la meiosis, parte 1
                                          59. Más sobre la meiosis: emparejamiento y cruce de homólogos
                                          60. Seguimiento de genotipos a través de la meiosis (esta vez con cruces)
                                          61. Apareamiento
                                          62. Siguiendo alelos a través de generaciones
                                          63. Parentesco
                                          64. Cromosomas sexuales en la meiosis
                                          65. Descripción general del módulo 7
                                          66. El análisis genético comenzó con Mendel
                                          67. Hallazgos de Mendels y lo que sabemos ahora
                                          68. Cómo hacer un análisis genético
                                          69. Análisis genético de Mendel
                                          70. Detectar vínculos sexuales, predecir resultados
                                          71. Uso de cruces para investigar la ubicación de genes autosómicos
                                          72. Usar pedigrí para investigar la herencia familiar
                                          73. Usando cruces para investigar la función genética
                                          74. Análisis genético: los números importan
                                          75. Descripción general del módulo 8
                                          76. Heredabilidad
                                          77. GWAS redux
                                          78. Endogamia
                                          79. La endogamia en ganado y mascotas
                                          80. La endogamia y la variación genética en la evolución y la conservación.
                                          81. Híbridos
                                          82. Fitomejoramiento y transgénicos
                                          83. Descripción general del módulo 9
                                          84. Poliploidía
                                          85. Aneuploidía
                                          86. Aneuploidía de los cromosomas sexuales
                                          87. Reordenamientos de cromosomas
                                          88. Consecuencias de los reordenamientos cromosómicos
                                          89. Pequeños cambios (variación estructural)
                                          90. ADN basura y egoísta
                                          91. Evolución del genoma
                                          92. Descripción general del módulo 10
                                          93. Origen de la vida
                                          94. Genética mitocondrial
                                          95. Epigenética
                                          96. Mosaicos y quimeras
                                          97. ADN fetal
                                          98. Genética del envejecimiento

                                          Descripción del curso

                                          Este curso de nivel universitario brinda a los estudiantes una comprensión profunda de la función genética y les permite aplicar esta comprensión a problemas del mundo real, tanto personales como sociales.


                                          Ver el vídeo: 10 teorías del origen de la vida fácil de entender. Biología (Mayo 2022).