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Prof. Viviana Sabbatino 1
El origen de la vida
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El origen del Universo
Según la teoría del “big-bang” el Universo se originó a partir de una gran explosión
Esto ocurrió hace 15.000 millones de años
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El origen de la Tierra
Se produjo hace 4.500 millones de años
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Los primeros fósiles
Estromatolitos: rocas más antiguas donde se hallaron fósiles de células procariotas
La edad de estas rocas se calcula en 3.800 millones de años
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Hace … millones de años
4.500 3.800
UNIVERSO
15.00015.000
TIERRA
3.8003.8003.800
FÓSILES
3.800
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4.500 3.800
UNIVERSO
15.00015.000
TIERRA
3.8003.8003.800
FÓSILES
3.800
VIDA
La vida surgió en este período en el planeta primitivo
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¿Cómo era el planeta primitivo?
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¿Cómo era el planeta primitivo?
Se enfriaba Se formaba la corteza
terrestre Se condensaba el
vapor de agua Se formaban los
océanos Tenía volcanes en
erupción
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¿Cómo estaba compuesta la atmósfera primitiva?
Vapor de H2O
Hidrógeno H2
Metano CH4
Amoníaco NH3
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¿Cómo estaba compuesta la atmósfera primitiva?
En la atmósfera primitiva NO había Oxígeno
OXÍGENO
(O2)
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¿Cómo es la atmósfera actual?
Nitrógeno - 78% Oxígeno - 21% Gases raros + dióxido de carbono = 1%
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En el planeta primitivo había muchos tipos de energía… Volcánica Rayos cósmicos Radiación ultravioleta Energía eléctrica Radiactividad Altas temperaturas
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En 1924, el científico de origen ruso, A.Oparin, propuso su hipótesis acerca del origen de la vida en el planeta primitivo
HIPÓTESIS DE LA
EVOLUCIÓN QUÍMICA
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Hipótesis de la Evolución Química
¿Cómo fue el origen de la vida?
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Paso 1Formación de sustancias
orgánicas simples
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GASES DE LA ATMÓSFERA
ENERGÍA
REACCIÓN QUÍMICA
SUSTANCIAS ORGÁNICAS
SIMPLES
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Paso 1
Los gases de la atmósfera primitiva están expuestos a distintas formas de energía
Los gases producen reacciones químicas A partir de los gases se forman sustancias
orgánicas simples
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En 1953, Urey y Miller recrean este paso en el laboratorio
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El experimento de Urey y MillerEn 1953, en la Universidad de Chicago, los químicos Stanley Miller y Joseph Urey, realizaron un experimento fundamental: la reproducción en laboratorio de las condiciones imperantes en la Tierra primitiva hace cuatro mil millones de años.
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1. El agua se somete a calor y se evapora
2. El vapor de agua circula por los tubos
4. Los gases de la “atmósfera”
reciben descargas eléctricas que
provocan reacciones
4. Por el condensador circula agua fría que condensa los gases
5.Aquí se recogen las sustancias orgánicas
simples que se forman dentro del
dispositivo
3. En este balón se colocan los gases que se hallaban en la
atmósfera primitiva
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Paso 2Las sustancias orgánicas simples son arrastradas al
océano
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SUSTANCIAS ORGÁNICAS
SIMPLES
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Paso 3Las sustancias orgánicas simples forman sustancias
orgánicas complejas
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SUSTANCIAS ORGÁNICAS
SIMPLES
SUSTANCIAS ORGÁNICAS COMPLEJAS
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Paso 4El océano se convierte en una sopa de sustancias orgánicas
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La sopa “prebiótica”
El océano primitivo, repleto de sustancias orgánicas, fue comparado con una “sopa”
Las sustancias orgánicas no se descomponían, ya que no había oxígeno
Tampoco había seres vivos capaces de consumirlas
A partir de esta sopa prebiótica (anterior a los seres vivos) surgen las primeras células
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Paso 5Las sustancias orgánicas se
agrupan
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COACERVADO
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Los coacervados
Oparin llamó coacervados a pequeñas gotitas de sustancias orgánicas dentro de la sopa prebiótica
Los coacervados estaban rodeados por algunas moléculas orgánicas que actuaban como una membrana
Los coacervados pudieron adquirir nuevas moléculas de la sopa y transformarlas
Los coacervados se habrían hecho cada vez más complejos, hasta que algunos de ellos dieron origen a verdaderas células
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Paso 6A partir de un coacervado surge
la primera célula
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¿Qué se “necesita” para que haya una célula? Una membrana que la separe del medio La capacidad de incorporar, transformar y
asimilar sustancias del medio (metabolismo)
Un material genético que contenga las instrucciones para dirigir el metabolismo y pueda transmitir dichas instrucciones a la descendencia
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Distintas hipótesis acerca del surgimiento de la célula
Además de la hipótesis de Oparin,
surgieron otras hipótesis…
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Distintas hipótesis acerca del surgimiento de la célula
Haldane propuso la hipótesis
del “gen desnudo”
Según Haldane, el ADN,
formado en la sopa prebiótica,
habría sido el primer paso
para originar una célula
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Distintas hipótesis acerca del surgimiento de la célula
“El mundo de ARN” es la
hipótesis más moderna
Maxam sostiene que el ARN
fue el primer componente a
partir del cual se organizó una
célula
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Distintas hipótesis acerca del surgimiento de la célula
1) Hipótesis de los “coacervados” de Oparin
2) Hipótesis del “gen desnudo” de Haldane
3) Hipótesis del “mundo de ARN” de Maxam
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Comienza la evolución biológica
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Evolución biológica
Hay muchos datos que indican que todos los seres vivos pasados y presentes descendemos de una única célula ancestral
La primera célula se reprodujo y sus descendientes evolucionaron, dando origen a todas las ramas de seres vivos
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Atmósfera sin O2
1) Procariota heterótrofo anaeróbico Medio acuático
Atmósfera con O2
2) Procariota autótrofo aeróbico
3) Procariota heterótrofo aeróbico
4) Eucariota autótrofo o heterótrofo
Aéróbico
Unicelular
5) Eucariota autótrofo o heterótrofo
Aéróbico
Pluricelular
6) Eucariota autótrofo o heterótrofo
Aéróbico
Pluricelular
Medio terrestre
¿Cuál fue la secuencia en la evolución biológica?
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1) Procariota heterótrofo anaeróbico
Era una bacteria Se alimentaba absorbiendo las sustancias
orgánicas de la sopa Vivía en un ambiente sin oxígeno Anaeróbico: es el organismo que no
requiere oxígeno para su respiración
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2) Procariota autótrofo aeróbico
Era una bacteria Podía elaborar sustancias orgánicas Dejó de depender de la sopa Liberaba oxígeno al realizar fotosíntesis Cambió la atmósfera primitiva Aeróbico: es el organismo que utiliza
oxígeno para su respiración
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3) Procariota heterótrofo aeróbico
Era una bacteria Subsistía tomando sustancias orgánicas
del medio Aeróbico: es el organismo que utiliza
oxígeno para su respiración
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4) Eucariotas
Los primeros eucariotas eran unicelulares Todos eran aeróbicos Algunos eran heterótofos Otros eran autótrofos Surgieron en el medio acuático A partir de ellos evolucionaron los eucariotas
pluricelulares Posteriormente, a partir de estos organismos acuáticos,
evolucionaron los organismos terrestres
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¿Cómo surgieron las células eucariotas? Algunas células procariotas evolucionaron formando
membranas internas a partir de la membrana plasmática Así aparecieron los retículos endoplasmáticos, el aparato
de Golgi y la envoltura nuclear
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Lynn Margulis propuso la teoría endosimbiótica que dice… Las células eucariotas
primitivas fagocitaron a ciertos procariotas
Estos procariotas formaron una asociación con la célula eucariota
A partir de entonces esos procariotas se convirtieron en organoides de la célula eucariota
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Teoría endosimbiótica: el origen de las mitocondrias y los cloroplastos
Las células animales descienden de las eucariotas que sólo incorporaron mitocondrias
Las vegetales descienden de las que incorporaron mitocondrias y cloroplastos
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Células animal y vegetal
MITOCONDRIASCLOROPLASTO
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Algunas conclusionesEn cuanto a la estructura celular Las células procariotas surgieron
antes que las eucariotas
En cuanto a la nutrición La nutrición heterótrofa fue anterior a la autótrofa
En cuanto a la respiración de los procariotas
Los primeros fueron anaeróbicos, hasta que la aparición del oxígeno permitió la evolución de los aeróbicos
En cuanto a la respiración de los eucariotas
Todos son aeróbicos, pues surgieron cuando la atmósfera ya contenía oxígeno
En cuanto al número de células Solamente los eucariotas evolucionaron de unicelulares a pluricelulares
En cuanto al medio La vida se inició en el agua y posteriormente evolucionaron los organismos terrestres
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Los seres vivos cambiaron el planeta Cuando los procariotas comenzaron a realizar
fotosíntesis, liberaron O2 al medio Así crearon una atmósfera oxidante El O2 permitió la aparición de la respiración aeróbica El oxígeno dio origen a la capa de ozono La capa de ozono filtra la radiación ultravioleta, nociva
para los seres vivos Cuando se formó la capa de ozono, los seres vivos
pudieron sobrevivir fuera del agua Esto permitió la evolución de los organismos terrestres
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Si la historia del planeta se llevara a una escala de 12 horas…
Formación de la Tierra
Origen de los procariotas
Fotosíntesis - Oxígeno
Origen de los eucariotas
Origen de los animales
Procariotas
Eucariotas
Multicelu-lares
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FIN