EL ORIGEN DE LA VIDAHasta el momento actual la ciencia no ha sido capaz de dar una explicacin sobre lo que es la vida, aparte de estudiar sus caractersticas y sus manifestaciones. Adems de explicar lo que es la vida, ha habido otro problema que ha preocupado al hombre desde siempre, y es el origen de la vida, de dnde viene?, cmo se ha formado?. Para explicar esto han existidodos grandes corrientesde pensamiento, la generacin espontnea, idea que perdur hasta finales del siglo XIX, cuando L. Pasteur la rebati, y, modernamente, la teora del origen qumico de la vida y la teora del origen extraterrestre.La generacin espontnea

Los primeros que se ocuparon de este tema fueron los pensadores de la antigua Grecia, entre los que destaca Aristteles, que sostena la idea de la GENERACIN ESPONTNEA, segn la cual los seres vivos provenan directamente del barro, del estircol y de otras materias inertes sin sufrir ningn tipo de proceso previo, simplemente aparecan. Aunque esta idea pueda parecer muy infantil se mantuvo durante muchos siglos hasta el final de la Edad Media, poca en la que se alternaba la creencia en la generacin espontnea con la idea del origen divino de la vida, llegndose incluso a tachar de herejes a aquellos que intentaban estudiar la cuestin. As podemos destacar los trabajos de algunos pensadores que apoyaban la generacin espontnea, como Van Helmont (1577-1644), que realiz muchos experimentos sobre aspectos tales como el origen de los seres vivos, la alimentacin de las plantas, etc.Fue a finales del s. XVII cuando comenz a cuestionarse la idea de la generacin espontnea, especialmente a partir de los trabajos de Francesco Redi (1626-1698), que ide un experimento sencillo y concluyente que consisti en meter trozos de carne en frascos cerrados, y otros en frascos abiertos, viendo que la carne de los frascos cerrados no desarrollaba gusanos (ver dibujo).

Con este experimento Redi demostr que los gusanos no aparecan por generacin espontnea, y que su presencia estaba relacionada con la posibilidad que tenan las moscas de llegar a la carne y los pescados.

La fabricacin del primer microscopio por Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) permiti descubrir los "animculos" o seres microscpicos, que fueron al final los que ayudaron a rechazar la idea de la generacin espontnea, gracias a los experimentos deLouis Pasteur(1822-1895), quien, entre otras cosas, demostr, por un lado, que los microorganismos se encontraban por todas partes y provocaban la descomposicin de los alimentos y muchas enfermedades humanas, y por otro lado demostr que la generacin espontnea no exista; para ello realiz el siguiente experimento:

"...Yo pongo en un frasco de vidrio uno de los siguientes lquidos, todos ellos muy alterables en contacto con el aire ordinario: agua de levadura de cerveza a la que se ha aadido azcar, orina, jugo de remolacha, agua de pimiento. A continuacin doblo el cuello del frasco, de forma que quede curvado en varias partes. Luego pongo a hervir el lquido durante varios minutos hasta que empieza a salir vapor por el extremo abierto; luego dejo enfriar el lquido. He de sealar que an a pesar de sorprender a todos los que se ocupan de los delicados experimentos relacionados con la llamada generacin espontnea, el lquido del frasco permanece inalterado definitivamente..."

A modo de curiosidad se conservan en el Instituto Pasteur de Paris algunos de los frascos que utiliz en su experimento, que todava permanecen inalterados ms de 100 aos despus.Actividad 1

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EL ORIGEN QUMICO DE LA VIDAHoy en da la teora aceptada para explicar el origen de la vida es la que se basa en la hiptesis qumica expuesta por el ruso A. Oparin y el ingls Haldane en 1923.Cuando la Tierra se form hace unos 4.500 millones de aos, era una inmensa bola incandescente en la que los distintos elementos se colocaron segn su densidad, de forma que los ms densos se hundieron hacia el interior de la Tierra y formaron el ncleo, y los ms ligeros salieron hacia el exterior formando una capa gaseosa alrededor de la parte slida, la protoatmsfera, en la que haba gases como el metano, el amonaco y el vapor de agua.Estos gases estaban sometidos a intensas radiaciones ultravioletas (UV) provenientes del Sol y a fuertes descargas elctricas que se daban en la propia atmsfera, como si fueran gigantescos relmpagos; por efecto de estas energas esos gases sencillos empezaron a reaccionar entre s dando lugar a molculas cada vez ms complejas; al mismo tiempo la Tierra empez a enfriarse, y comenz a llover de forma torrencial y estas lluvias arrastraron las molculas de la atmsfera hacia los primitivos mares que se iban formando.

Esos mares primitivos estaban muy calientes y este calor hizo que las molculas siguieran reaccionando entre s, apareciendo nuevas molculas cada vez ms complejas; Oparin llam a estos mares cargados de molculas el CALDO NUTRITIVO o SOPA PRIMORDIAL. Algunas de esas molculas se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeas esferas llamadas COACERVADOS, que todava no eran clulas.

Este proceso continu hasta que apareci una molcula que fue capaz de dejar copias de s misma, es decir, algo parecido a reproducirse; esta molcula sera algo similar a un CIDO NUCLEICO. Los coacervados que tenan el cido nucleico empezaron a mantenerse en el medio aislndose para no reaccionar con otras molculas, y finalmente empezaran a intercambiar materia y energa con el medio, dando lugar a primitivas clulas.

Estas primeras clulas se extenderan por los mares, dando comienzo un proceso que an sigue funcionando hoy en da, el proceso de EVOLUCIN BIOLGICA, responsable de que a partir de seres vivos ms sencillos vayan surgiendo seres vivos cada vez ms complejos, y que es la causa de la gran diversidad de seres vivos que han poblado y pueblan actualmente la Tierra, lo que hoy llamamos la BIODIVERSIDAD.

Hoy en da existe una variante de la teora Qumica del origen de la vida que es la teora delOrigen Extraterrestrede la vida, que asume los principios de la teora de Oparin con la diferencia de proponer que la molcula replicante, ese cido nucleico primitivo capaz de autocopiarse, no surgi en los mares primordiales terrestres, sino que se origin en alguna nebulosa prxima a la Tierra o en la propia nebulosa que origin el Sistema Solar, y lleg a la Tierra en algn meteorito, integrndose en el proceso de evolucin qumica que ya se daba en la Tierra. Esta teora sustentada por cientficos de la talla deCarl Saganse basa en el descubrimiento extraterrestre de numerosas molculas bioqumicas, tales como agua y aminocidos, en las nubes gaseosas de algunas nebulosas.Los seres vivos que han existido y existen en la actualidad son muy diferentes en cuanto a complejidad, aspecto, modo de vida, etc., independientemente de cul haya sido el origen de la vida; sin embargo hay una serie de rasgos que son comunes a TODOS los seres vivos, extinguidos o vivientes, aunque sean de diferentes ESPECIES; estos rasgos son:

todos los seres vivos estn formados por la misma materia, a la que llamamos MATERIA ORGNICAtodos los seres vivos realizan las mismas funciones, la nutricin, la relacin y la reproduccin, ms o menos igualtodos los seres vivos estn formados por una (SERES UNICELULARES) o varias clulas (SERES PLURICELULARES).Actividad 2

Actividad 2b

(Contiene vdeo)

El conjunto de todos los seres vivos que existen hoy en da junto con el medio donde viven forman lo que llamamos la BIOSFERA, que abarca desde el suelo y parte de los ocanos, hasta la zona ms baja de la atmsfera, aunque no es una capa continua, ya que en algunos lugares la densidad de seres vivos es muy alta, y en otros apenas existe vida.anterior- (2/16) -siguiente

LA EVOLUCIN DE LOS SERES VIVOSUna vez que la vida surge sobre la Tierra, se nos plantea un nuevo interrogante: cmo a partir de una sola clula han podido aparecer todas las especies tan diferentes que existen hoy da?. Es evidente que la contestacin a esta pregunta ha variado mucho de la poca en que se aceptaba la teora de la generacin espontnea a cuando esta teora fue rechazada.Teoras preevolutivasHasta el s. XIX se pens que los seres vivos eran inmutables y que haban existido siempre de la misma manera, sin sufrir cambios, fijos, lo cual origin una corriente de ideas agrupadas bajo el trmino FIJISMO.G. Cuvier(1769-1832), estudiando una gran cantidad de fsiles dedujo que haba especies que desaparecan, se extinguan, lo cual implicaba cambios que contradecan al fijismo; como l era fijista, pens que las especies aparecan sobre la Tierra y se mantenan durante mucho tiempo sin sufrir ningn cambio hasta que se produca una gran catstrofe que las haca desaparecer, tras lo cual aparecan nuevas especies que volvan a desaparecer en otra catstrofe y as sucesivamente, surgiendo una variante de las ideas fijistas que constituy el CATASTROFISMO.G. Cuvier

Actividad 3

TEORAS EVOLUTIVASEn la misma poca,J.B. de Lamarck(1744-1829) estudiando tambin fsiles lleg a deducciones completamente opuestas al fijismo y que suscitaron gran controversia con Cuvier y la mayor parte de naturalistas de la poca; segn Lamarck las especies actuales provenan de especies primitivas, hoy extinguidas, que habran sufrido modificaciones sucesivas; esta nueva idea recibi el nombre de EVOLUCIONISMO. Para Lamarck estas transformaciones se deban a que cuando cambiaban las condiciones ambientales, los seres vivos desarrollaban caracteres que les ayudaban a vivir mejor (ADAPTACIN AL MEDIO) y luego esos caracteres se transmitan a sus descendientes, apareciendo especies nuevas; es lo que llamaba la HERENCIA DE LOS CARACTERES ADQUIRIDOS.

A finales de siglo,C. Darwin(1809-1882) yA. Wallace(1823-1913) mejoraron las ideas lamarckistas, rechazando la herencia de los caracteres adquiridos e introduciendo los conceptos de VARIABILIDAD DE LAS POBLACIONES y SELECCIN NATURAL, que son algunas de las ideas ms importantes del proceso evolutivo; la variabilidad nos explica que en una poblacin perteneciente a una especie determinada hay una gran variedad de individuos diferentes, cada uno de los cuales se adapta de diferente manera a un ambiente determinado, de tal forma que unos se adaptan mejor (viven mejor) que otros, y esto repercute en la cantidad de descendientes que pueden tener, de forma que los que viven mejor tienen ms descendientes, es decir, son seleccionados por la naturaleza para vivir y tener ms hijos; esto lo podemos ver con el siguiente ejemplo:Imaginemos que existe una especie de oso que tiene el pelo corto porque vive en un lugar clido; entre los individuos de pelo corto tambin los hay que tienen el pelo largo y por lo tanto en ese medio clido van a pasar mucho calor y van a estar en desventaja con respecto a los de pelo corto. Ahora bien, imaginemos que se produce un cambio climtico, la temperatura se hace mucho ms fra en cuestin de pocos aos; este cambio ambiental va a provocar la desaparicin de los ososde pelo corto, que morirn de fro, mientras que los de pelo largo que antes vivan mal se van a encontrar ahora con un ambiente al cual estn mejor adaptados; al desaparecer los de pelo corto y quedar los de pelo largo lo que ha sucedido ha sido que los mejor adaptados a las nuevas condiciones han sido "seleccionados" por la naturaleza para seguir viviendo y reproducirse. Este proceso que permite prosperar a los mejor adaptados al tiempo que elimina a los inadaptados se llama SELECCIN NATURAL.

(Pulsa en el dibujo para ver la animacin)La seleccin natural, ayudada por otras fuerzas evolutivas tales como las MUTACIONES genticas, provocan cambios graduales en los individuos que terminan por dar lugar a la aparicin de nuevas especies, pudiendo desaparecer la especie de la que provienen (recuerda por ejemplo que el Homo sapiens actual proviene del Homo antecessor que est extinguido). Este proceso de transformacin gradual de una especie en otra nueva recibe el nombre de EVOLUCIN BIOLGICA o DARWINIANA.Darwin y Wallace se encontraron con el problema de explicar por qu exista esa variedad de individuos y por qu haba rasgos que s se heredaban, ya que cuando publicaron sus obras no se conocan an los trabajos de G. Mendel sobre la herencia de los caracteres.Hoy en da la teora ms aceptada es el NEODARWINISMO propuesto porT. Dobzhanzky, que es la idea de evolucin darwiniana vista a la luz de la gentica, lo cual permite explicar que la variedad de individuos en una especie se debe a que poseen diferente informacin gentica, y por eso se pueden heredar ciertos caracteres, ya que se transmiten a travs de los genes de una generacin a otra.Actividad 4

Actividad 4b

(Contiene vdeo)

Algunos bilogos comoStephen Jay Gould, y, sobre todo, los paleontlogos suelen discrepar de las ideas neodarwinistas en el aspecto de la velocidad a la que se producen los cambios en las poblaciones que terminan dando lugar a especies nuevas; ellos, al estudiar los fsiles, lo que observan es que esos cambios parecen producirse mucho ms deprisa de lo que indica el neodarwinismo y el evolucionismo en general: el registro fsil no nos habla de cambios graduales a lo largo de muchas generaciones, sino de cambios mucho ms rpidos, en muy pocas generaciones, que convierten a unas especies en otras como respuesta a los cambios en el medio, es como si la evolucin avanzara a saltos: es la denominada Teora saltacionista, o teora del equilibrio puntuado.

PRUEBAS DE LA EVOLUCINLa evolucin biolgica es, posiblemente, el proceso ms importante que afecta al conjunto de seres vivos que habitan en la Tierra, aunque este proceso no se de directamente sobre seres vivos determinados, ya que es un proceso que se prolonga mucho en el tiempo y tarda miles o millones de aos en manifestarse; a pesar de ello, es un proceso imparable que comenz con la aparicin de la vida y desde entonces no ha perdido nada de vigor.Podemos tener una mayor certeza de la existencia de este proceso en el pasado, ya que segn lo que acabamos de ver, la evolucin no se puede demostrar en la actualidad por su extremada lentitud; esta certeza, sin embargo, la podemos obtener a partir de una serie de hechos que nos van a probar su existencia.

Pruebas BiogeogrficasLas encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies ms o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situacin o caractersticas, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies prximas provienen de una nica especie antepasada que origin a todas las dems a medida que pequeos grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que eran diferentes a las de otros lugares.Son ejemplos caractersticos de esto los pinzones de las islas Galpagos que fueron estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los andes sudamericanos, las avestruces africanas, el pjaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el em australianos o el moa gigante de Nueva Zelanda (tambin extinguido).Pruebas PaleontolgicasEl estudio de los fsiles nos da una idea muy directa de los cambios que sufrieron las especies al transformarse unas en otras; existen muchas series de fsiles de plantas y animales que nos permiten reconstruir cmo se fueron adaptando a las cambiantes condiciones del medio, como las series de erizos de los acantilados ingleses, el paso de reptiles a aves a travs del Archaeopterix, o la evolucin de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corran.

Actividad 6

Pruebas AnatmicasQuiz son las que ms informacin nos pueden aportar, porque son el reflejo directo de las adaptaciones al medio.

En muchos seres vivos existen rganos atrofiados, no funcionales, que aparecen en antepasados antiguos perfectamente funcionales, pero que con el transcurso de las generaciones dejaron de ser tiles; a estos rganos se les denomina RGANOS VESTIGIALES.Por otro lado, el estudio de la anatoma de distintas especies nos ensea que existen muchas que se parecen mucho, ya que son especies evolutivamente prximas, separadas por una diferente adaptacin a medios distintos, es decir, que poseen rganos y estructuras orgnicas muy parecidas anatmicamente ya que tienen el mismo origen evolutivo, son lo que denominamos RGANOS HOMLOGOS, como por ejemplo, la aleta de un delfn y el ala de un murcilago, son rganos con la misma estructura interna, pero uno es para nadar y otro para volar.

Al mismo tiempo, existen tambin especies muy separadas evolutivamente que se tienen que adaptar al mismo medio, y por lo tanto desarrollan estructuras similares, los llamados RGANOS ANLOGOS, que son patrones anatmicos que han tenido xito en un medio concreto y por eso varias especies lo imitan.

Actividad 7

Estos rganos que desempean la misma funcin, pero tienen una constitucin anatmica diferente se llaman RGANOS ANLOGOS, como el ala de un insecto y el ala de un ave que ya hemos visto, y representan un fenmeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA, por el cual los seres vivos repiten frmulas y diseos que han tenido xito.

Si los rganos desempean funciones distintas pero tienen la misma anatoma interna se llaman RGANOS HOMLOGOS, como son el ala de un ave o la aleta del delfn, y representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la cual los seres vivos modelan sus rganos segn su modo de vida, el ambiente en que estn, etc.

Pruebas EmbriolgicasRelacionadas con las pruebas anatmicas, el estudio de los embriones de los vertebrados nos da una interesante visin del desarrollo evolutivo de los grupos de animales, ya que las primeras fases de ese desarrollo son iguales para todos los vertebrados, siendo imposible diferenciarlos entre s; slo al ir avanzando el proceso cada grupo de vertebrados tendr un embrin diferente al del resto, siendo tanto ms parecidos cuanto ms emparentadas estn las especies. Esto es lo que Haeckel resumi diciendo que la "ontogenia resume a la filogenia".Actividad 8

Pruebas BioqumicasPor ltimo, las pruebas ms recientes y las que mayores posibilidades presentan, consisten en comparar ciertas molculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que esas molculas son tanto ms parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revs; esto se ha hecho sobre todo con protenas (por ejemplo protenas de la sangre) y con ADN.anterior- (5/16) -siguiente

FUNCIONAMIENTO DE LA EVOLUCINLos seres vivos somos lo que somos gracias a la informacin gentica que poseemos almacenada en nuestras clulas; esta informacin ha sido ms o menos modelada por el ambiente en el que vivimos, que puede modificar de manera natural la informacin gentica a lo largo de la vida de un ser vivo, pero las modificaciones que produce nunca se van a transmitir a nuestros descendientes, lo nico que transmitiremos a nuestros hijos sern nuestros genes.

La informacin gentica y el ambiente son la base de la evolucin.

En un principio, los seres vivos de la misma especie y de la misma poblacin debieron tener idntica informacin gentica, los mismos genes y los mismos alelos (ver el tema deGentica). Todos los individuos estaran en principio igual de adaptados a su medio, salvo diferencias ambientales individuales (por ejemplo, el que se alimente ms estar ms fuerte); la cuestin es, por qu con el tiempo surgen individuos diferentes dentro de las poblaciones?.En una poblacin de osos, en un principio todos tendran el pelo corto, no existiran osos de pelo largo, cmo surgieron los de pelo largo?.La respuesta a estas cuestiones est en las MUTACIONES GENTICAS, que hacen que un gen cambie lo suficiente para seguir siendo el mismo gen, pero d lugar a un carcter algo diferente, convirtindose entonces en lo que llamamos un ALELO. Por ejemplo, los osos slo tenan informacin para el pelo corto, pero por una mutacin surge un alelo que lleva informacin para tener el pelo un poco ms largo.

Cuando un ser vivo nace, desarrolla una serie de caracteres para los que posee informacin gentica, y esos caracteres son modelados por el ambiente en el que vive.

Cualquier ser vivir mejor o peor en el lugar en que le ha tocado vivir segn los caracteres que haya desarrollado, as por ejemplo, si tiene una gruesa cubierta de pelo aguantar bien el fro, si tiene agilidad para subir a los rboles escapar de los predadores y si sabe nadar no se ahogar cuando tenga que cruzar un ro; esta capacidad de vivir mejor o peor es lo que llamamos ADAPTACIN AL MEDIO: el que est mejor adaptado vive mejor, se alimenta bien, escapa de los predadores, vive ms tiempo y todo esto har que tenga ms cras, y, por lo tanto, deje ms descendientes a la siguiente generacin que llevarn sus genes, es la SUPERVIVENCIA DEL MS APTO.

LOS SERES MEJOR ADAPTADOS A SU MEDIO DEJAN MS DESCENDIENTES A LA SIGUIENTE GENERACIN.

En sentido negativo, los individuos que estn peor adaptados viven menos, y dejarn menos descendientes, por lo que al cabo de varias generaciones sus genes tendern a desaparecer, quedando slo los genes que suponen una mejor adaptacin, es decir, la naturaleza selecciona los mejores genes para un ambiente determinado, es lo que llamamos la SELECCIN NATURALEn el ejemplo de los osos, en un medio clido, los osos con pelo corto vivirn mejor que los que tengan el pelo largo, ya que pasarn ms calor, lo cual les afectar en su vida diaria (corrern menos, se cansarn ms, etc.). Los osos de pelo corto vivirn ms y mejor, y dejarn ms descendientes a las siguientes generaciones; con el tiempo nacern cada vez menos osos con el pelo largo.Si en un momento determinado se produce un cambio prolongado en el medio en el que vive una poblacin, todo cambiar y los individuos mejor adaptados podrn dejar de serlo, y, al revs, los que antes vivan peor y dejaban pocos descendientes ahora podrn ser los mejor adaptados: en ese caso, la seleccin natural actuar ahora favoreciendo a aquellos a los que antes perjudicaba.Si en el lugar donde viven nuestros osos el clima se hace ms fro, los osos de pelo largo que antes vivan peor se van a convertir ahora en los mejor adaptados, y los de pelo corto que antes vivan mejor, ahora no soportarn el fro, vivirn peor y dejarn menos descendientes, cambindose la tendencia evolutiva. Al cabo de muchas generaciones habrn desaparecido de la poblacin los alelos del pelo corto, todos los osos sern de pelo largo, y la especie de oso habr cambiado ligeramente, ahora tal vez tengamos una nueva subespecie caracterizada por tener un pelo largo y denso para protegerse del fro.

FUERZAS EVOLUTIVASComo ya hemos visto, la principal fuerza evolutiva son las mutaciones genticas, que son las responsables de la mayora de la variabilidad gentica de las poblaciones, aunque no son la nica fuerza evolutiva que acta, ya que existen otras que son tambin muy importantes:la reproduccin sexual, que es la responsable de la mezcla de genes y alelos en los individuos

el nmero de individuos de la poblacin, ya que si la poblacin es muy pequea los cambios genticos se dan ms deprisa (deriva gentica)

los movimientos de individuos, las migraciones, que alteran el conjunto de genes y alelos de la poblacin

y, por supuesto, la seleccin natural, que escoger aquellas combinaciones genticas ms favorables para ese medio, haciendo que esos individuos mejor adaptados produzcan ms individuos y su EFICACIA BIOLGICA sea mayor.