Actividades propuestas para Biología 1º año turno noche
Tema : Origen de la vida
Actividades:
1º Responde a las siguientes consignas.
Vivimos en este planeta, pero...
1. ¿Cómo «hemos llegado» aquí?
2. ¿Qué produjo la aparición de la vida en la Tierra?
La existencia de vida, tal y como la conocemos, está completamente ligada a las condiciones que se dan en la Tierra.
3. ¿Por qué puedes vivir?
4. ¿Qué es la vida?
5. ¿Cómo y cuándo se originó la vida?
Para terminar nos plantearemos otra pregunta
6. ¿Sólo hay vida en la Tierra?
A.2. La vida en la Tierra y la evolución de las especies
El hombre se ha planteado una y mil preguntas más como estas desde sus inicios.
1. ¿Por qué hay vida en la Tierra?
2. ¿Cuál de las siguientes razones crees que es la más determinante con respecto a la existencia de vida en la Tierra?
a) ¿Por qué existen multitud de especies?
b) ¿Por qué algunas desaparecen?
c) ¿Por qué esa gran variedad?
La teoría de la evolución intenta contestar a todas estas preguntas y sus respuestas tienen muchas implicaciones para nosotros, miembros de la especie humana. Por medio de la teoría de la evolución podemos llegar a encontrar respuestas a preguntas como:
3. ¿De dónde venimos?
4. ¿Cuáles fueron nuestros antepasados?
5. ¿En qué somos diferentes a las otras especies?
6. ¿Cuál puede ser nuestro futuro como especie?
Una de las preocupaciones más antiguas del ser humano es saber cómo se originó la vida. A lo largo de los años,el hombre siempre se ha interesado por saber el origen de la vida en el planeta.
También ha sido uno de los temas más espinosos para la biología entender y explicar el origen de la vida, esa gran incógnita que acompaña a la humanidad desde épocas milenarias y que hoy en día, aún sigue buscando la respuesta.
Este interrogante ha dado la pauta a muchas investigaciones científicas para conocer la verdad sobre los eventos que precedieron a la aparición de los seres vivos. En su afán por encontrar una explicación, los científicos de diferentes épocas propusieron algunas teorías basadas en explicaciones mágicas, religiosas y mitológicas, y más recientemente, en investigaciones científicas.
Las investigaciones realizadas desde la Antigüedad han permitido establecer diversas teorías que intentan explicar cómo surge la vida y cómo aparecieron los seres vivos.
En las actividades que te proponemos a continuación averiguarás por ti mismo cuáles fueron estas teorías y quéproponían para dar respuesta a estas preguntas.
La «teoría» creacionista
En la cultura occidental, durante mucho tiempo, se ha aceptado como válido lo escrito en la Biblia, más concretamente en el Génesis, sobre el origen de la vida. Según lo escrito, la creación de todas las cosas se llevó a cabo durante solo seis días.
Durante muchos siglos, la Creación fue la única idea para explicar el origen del hombre en la Tierra en el mundo occidental.
En nuestros días se interpreta la Biblia de otra manera, desde un punto de vista moral y religioso, en el ámbito de las creencias personales, y no como una fuente de saber científico.
. Los argumentos creacionistas junto a su versión más actual del «diseño inteligente» se basan en la existencia de un ser sobrenatural, de fuera del mundo natural, mientras que la ciencia solo puede investigar fenómenos que ocurren en la naturaleza.
a) ¿Puede considerarse el creacionismo una teoría científica?
b) ¿Qué diferencias existen entre las teorías y las creencias?
Teoría de la generación espontánea
Lee el siguiente texto y realiza las actividades que te proponemos al final del mismo.
«Fue durante la antigua Grecia cuando surge esta idea que se ha mantenido viva durante más de dos mil años. La idea de la generación espontánea surgió también como una teoría materialista entre los griegos como Tales de Mileto, Anaximandro, Jenófanes y Demócrito (en el siglo V antes de Cristo). Para ellos la vida podía surgir del lodo, de la materia en putrefacción, del agua de mar, del rocío y de la basura, ya que ahí observaron la aparición de gusanos, insectos, cangrejos, pequeños vertebrados, etc. A partir de ello, dedujeron que esto se debía a la interacción de la materia no viva con fuerzas naturales como el calor del sol.
Posteriormente, Aristóteles (384-322 a. C.) la convierte en una teoría idealista él propone que la generación espontánea de la vida era el resultado de la interacción de la materia inerte con una fuerza vital o soplo divino que llamó entelequia. El pensamiento de Aristóteles prevaleció por muchos años. Como ejemplo podemos destacar los trabajos de J. B. Van Helmont (1577-1644) que realizó muchos experimentos sobre aspectos tales como el origen de los seres vivos, la alimentación de las plantas, etc.
Para comprobar que esta teoría era incorrecta, se realizaron experimentos por diferentes científicos interesados en echarla abajo. Esta idea sufrió un golpe cuando Francesco Redi (1626-1698) en el siglo XVII, realizó un experimento en el que puso carne en unos recipientes. Unos se sellaban y los otros no, con lo que resultaba que en los recipientes sellados no «aparecían» moscas de la carne y en los abiertos sí. Posteriormente, A. Leeuwenhoek (1632-1723), el inventor del microscopio, comunico que había observado organismos microscópicos vivos en el agua de lluvia. Esto llevó a que algunos científicos siguiesen admitiendo la posibilidad de que los microorganismos se originasen por generación espontánea. En 1745, J. T. Needham (1713-1781), después de realizar una serie de experimentos, siguió defendiendo la hipótesis de la generación espontánea de los microbios. Más tarde, en 1769, L. Spallanzani (1729-1799) repitió el experimento con caldo de carne caliente y observó que en los recipientes cerrados no se generaban microorganismos y en los abiertos sí. No obstante, los argumentos en contra eran que, debido a la falta de aire, no aparecían microbios. Por lo tanto, la controversia entre defensores y detractores de lageneración espontánea seguía existiendo.
Como ves, la tarea no fue sencilla y no se dieron los primeros pasos firmes en contra de esta teoría hasta el siglo XIX, cuando el científico francés Louis Pasteur, con un sencillo experimento, logró por fin demostrar que no existía la generación espontánea.
¡Por fin, adiós al mito de la generación espontánea!
Después de los resultados de Pasteur, los experimentos estuvieron y están encaminados a demostrar que «la vida viene solo de la vida». Los biólogos llaman a esto Principio de Biogénesis».
a) ¿En qué consiste la teoría de la generación espontánea? ¿Se la puede considerar una teoría científica?
b) En relación con la teoría de la generación espontánea, ¿quiénes la apoyaban?
c) ¿Quiénes estaban en contra de dicha teoría?
d) ¿Qué experimento realizó J. B. Van Helmont y qué resultados obtuvo?
e) ¿Qué experimento realizó Needham y qué resultados logró?
f) ¿Por qué no consiguió echar abajo la teoría de la generación espontánea?
g) Describe brevemente en qué consistió el experimento realizado por Francisco Redi.
h) ¿Cómo pudo refutar Lázaro Spallanzini los resultados obtenidos por Redi?
i) Describe brevemente el experimento de Louis Pasteur.
j) ¿Cómo logra comprobar que no existe la generación espontánea?
k) ¿Por qué fue tan difícil echar abajo la teoría de la generación espontánea?
l) En el siglo XIX parecía claro que gusanos e insectos no surgían por generación espontánea pero, ¿por qué no los microscópicos infusorios y las bacterias? muchos científicos afirmaban que surgían espontáneamente en la materia en descomposición. Explica cómo el gran científico Pasteur se encargó de acabar definitivamente, tras más de dos mil años, con la teoría de la generación espontánea, establecida veintidós siglos antes por Aristóteles.
Teoría de la panspermia
«Esta hipótesis de la panspermia defiende que la vida se ha generado en el espacio exterior, y que por él viaja de un sistema a otro. Fue Anaxágoras en Grecia, en el siglo VI a.C., el primero que la formula, pero fue a partir del siglo XIX cuando cobra auge debido a que los análisis realizados en meteoritos demuestran la existencia en ellos de materia orgánica.
Uno de sus máximos defensores, el químico sueco Svante Arrhenius, afirmaba que la vida provenía del espacio exterior en forma de esporas que viajaban impulsadas por la radiación de las estrellas.»
a) Investiga sobre esta teoría y explica en qué consiste, precisando la época en que fue propuesta y quiénes la sostuvieron.
b) De acuerdo con tu investigación en relación con la teoría de la panspermia, ¿qué opinas sobre ella?
c) ¿Cuáles son los argumentos en contra de esta teoría?
d) ¿Cuál es la situación de la teoría actualmente?
Hipótesis de Alexander Oparín:
¿Cómo era la Tierra hace 4.500 millones de años?
• La atmósfera primitiva estaba formada por metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), amoniaco (NH3), vapor de agua (H2O) y sulfuro de hidrógeno (SH2). Era una atmósfera que carecía de oxígeno.
• La Tierra estaba sometida a una intensa radiación debida a la radiación solar ultravioleta, tormentas eléctricas, radiactividad natural, viento solar, actividad volcánica y rayos cósmicos, con lo que la reactividad de los gases sería muy alta y reaccionaría de forma espontánea.
• La Tierra estaba cubierta por agua líquida, caldo de cultivo de toda esta mezcla.
Alexander Oparin lanzó en 1930 una hipótesis de la aparición de la vida en la Tierra. Propuso que la primitiva atmósfera terrestre contenía metano, hidrógeno y amoniaco. La presencia de agua la atribuyó al vapor que acompañaba las abundantes emisiones volcánicas de la época, tal y como ocurre en la actualidad.
Las altas temperaturas, los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas en la primitiva atmósfera habrían provocado reacciones químicas de los elementos para formar primitivos aminoácidos (materia orgánica). De los aminoácidos pasaríamos a las primitivas proteínas sencillas.
Millones de años de lluvias crearon los mares cálidos y arrastraron las moléculas hacia ellos, donde se combinaron hasta formar los coacervados (un coacervado es un agregado de moléculas que se mantienen unidas por fuerzas electrostáticas).
Algunos tendrían capacidad catalizadora (enzimas y fermentos), encargándose de diferentes reacciones químicas y del paso de unas moléculas a otras, algunas de ellas con capacidad de duplicación. Los primeros lípidos y proteínas envolvieron los primitivos ácidos nucleicos, creándose así los precursores de las células.
EXPERIMENTO DE MILLER. La síntesis experimental de materia orgánica sencilla.
Para probar la hipótesis de Oparin, en 1953 Stanley Miller ideó un experimento: en un circuito cerrado, con tubos y balones de vidrio, simuló las condiciones de la atmósfera primitiva (calor, descargas...). Metió dentro los supuestos componentes inorgánicos y lo dejó funcionando
una semana. Aparecieron compuestos orgánicos en el líquido resultante, que antes no estaban. Repitió el experimento varias veces con idénticos resultados. Comprobó así la aparición de materia orgánica a partir de materia inorgánica. Otra cosa es comprobar la
¿Cómo se obtuvieron moléculas complejas (ácidos nucleicos, proteínas)? La síntesis artificial de materia orgánica compleja.
En estos momentos se barajan diferentes hipótesis que expliquen la formación de moléculas más complejas, puesto que el experimento de Miller demuestra sólo que se pudieron formar moléculas orgánicas sencillas.
Los siguientes pasos debieron ser:
• Unión de moléculas sencillas para formar moléculas más complejas como ácidos nucleicos y proteínas.
• Formación de agregados de estas moléculas sintetizadas de forma abiótica en pequeñas gotas o protobiontes, con un medio interno con características diferentes del ambiente exterior.
• La capacidad de crear copias y el origen de la herencia.
¿Cómo se forman los ácidos nucleicos y las proteínas? La síntesis de ácidos nucleicos.
Resulta difícil aceptar la formación de grandes moléculas como proteínas o ácidos
nucleicos en las condiciones propuestas por Oparin. Hay que tener en cuenta que
cada una de las proteínas de nuestro organismo está formada por muchas moléculas
más pequeñas, diferentes, los aminoácidos. Además la síntesis de las proteínas se
realiza siguiendo un orden determinado, que sabemos que está marcado por la
información contenida en los ácidos nucleicos.
Es por ello que resulta difícil asimilar que la formación de este tipo de moléculas
ocurriera tal y como proponía Oparin. Actualmente se barajan varias hipótesis:
• Génesis mineral: Es probable que estas grandes moléculas se sintetizaran sobre
superficies arcillosas, de manera que la arcilla u otro mineral actuara atrayendo y
facilitando la unión de todas esas pequeñas moléculas en mayores moléculas.
• Las fuentes hidrotermales: En los océanos, cerca de las dorsales oceánicas,
existen todos los precursores disueltos, como CH4, CO2 y NH3 junto con altas
temperaturas. Es en estos lugares donde se podría haber producido la formación
de las biomoléculas, puesto que la pirita, un mineral rico en hierro, habría
facilitado la formación de las grandes biomoléculas.
• El mundo del ARN: Esta hipótesis supone que la primera gran biomolécula
formada en los mares primitivos sería el ARN, el cual puede almacenar
información e incluso puede actuar aumentando las velocidades de reacción.
Es a partir de esta biomolécula cuando empezarían a sintetizarse las primeras
proteínas, y la propia biomolécula sufriría un proceso de cambio funcional para
formar ADN, más estable.
Responde a las consignas propuestas:
a) ¿Cuándo se formó la Tierra?
b) ¿Cómo era la Tierra hace 4.500 millones de años?
c) ¿Cómo era la Tierra al principio de su formación?
d) ¿Cuáles eran las condiciones que había en la Tierra al principio?
e) ¿Qué elementos tendría la atmósfera de la Tierra primitiva?
f) ¿Qué científico lanzó la hipótesis de la aparición de la vida en la Tierra?
g) ¿En qué año lanzó Oparin su teoría sobre la aparición de la vida en la Tierra?
h) ¿A partir de qué sustancias se forman las primeras biomoléculas?
i) ¿Qué hizo Stanley Miller para demostrar que efectivamente ocurrió la evolución química de los compuestos orgánicos?