Sistemas biológicos son capaces de producir descendientes y evolucionar, todo esto asociados con los cambios que sufrió la Tierra

CAPÍTULO 4

INTRODUCCIÓN

Sistemas biológicos son capaces de producir descendientes y evolucionar, todo esto asociados con los cambios que sufrió la Tierra. La vida se caracteriza por propiedades que emergen en el nivel celular, donde la Teoría Celular establece que:

1. Todos los organismos vivos están formados por una o más células.
2. Todas las reacciones químicas de un organismo vivo, incluyendo los procesos liberadores de energía y las reacciones biosintéticas, tienen lugar dentro de las células.
3. Las células se originan de otras células.
4. Las células contienen información hereditaria de los organismos de los cuales son parte, pasando de célula progenitora a célula hija.

La edad de nuestro planeta se estima en 4 600 millones de años, como evidencias se han encontrado microfósiles de células semejantes a bacterias. Se han propuesta diversas hipótesis sobre estos compuestos orgánicos que han surgido en la Tierra primitiva.

Las células más tempranas pudieron haber sido heterótrofas o autótrofas. Los primeros autótrofos pueden haber sido quimiosintéticos o fotosintéticos. Los heterótrofos modernos incluyen a los hongos, animales y algunos organismos unicelulares. Los autótrofos a los organismos unicelulares y plantas verdes.

Hay tipos de células: procariotas y eucariotas. Las procariotas carecen de núcleos limitados por membrana, y de algunos organelos.

Por ser de un tamaño muy pequeño, las células y las estructuras subcelulares necesitan de microscopios para poder ser observadas. Un avance tecnológico fue el uso computadoras y cámaras de video integradas en los microscopios.

LA FORMACIÓN DE LA TIERRA

Hace aproximadamente 5.000 millones de años, el sol se formó como otras estrellas a partir de la acumulación de partículas de polvo y gases de hidrógeno y helio, cuando la aglomeración se hizo muy densa la nube se tornó más y más caliente, se intensificó la violencia de las colisiones hasta que átomos de hidrógeno chocaron con tal fuerza que sus núcleos se fusionaron formando átomos de helio adicionales y liberando energía nuclear. Los planetas se habrían formado a partir de los restos del gas y del polvo que giraban alrededor de la estrella recién formada.

Se estima que los planetas, incluyendo la Tierra, comenzaron su existencia hace aproximadamente 4.600 millones de años. Cuando la Tierra  se estaba formando la liberación de energía a partir de materiales radiactivos mantenía sus interiores muy calientes, sin embargo a medida que la superficie de la Tierra se enfriaba, fue formándose una corteza externa. Sólo 50 kilómetros por debajo de su superficie, la Tierra está aún caliente y una pequeña fracción todavía está derretida. La tierra se encontraba en estado de turbulencia por lo que estudios realizados sobre cráteres de la Luna llevaron a la conclusión de que hasta hace unos 3.800 millones de años, nuestro satélite fue constantemente bombardeado por meteoritos; la atmósfera primitiva estaba formada principalmente por hidrógeno y helio. Posteriormente, a partir de los gases desprendidos por los volcanes, se habría formado una atmósfera secundaria.

El agua habría emanado de los géiseres en forma gaseosa y habría permanecido como vapor de agua en la atmósfera. Al descender la temperatura, las nubes de vapor se habrían condensado y se habrían formado los océanos calientes y poco profundos de la Tierra primitiva. En la actualidad, la vida existe en lo que se denomina biosfera. Esta capa se extiende sólo entre 8 y 10 kilómetros en la atmósfera y aproximadamente la misma distancia en las profundidades del mar.

EL COMIENZO DE LA VIDA

Existen tres características que distinguen a las células vivas de otros sistemas químicos:

1. La capacidad para duplicarse generación tras generación.
2. La presencia de enzimas, las proteínas complejas que son esenciales para las reacciones químicas de las que depende la vida.
3. Una membrana que separa la célula del ambiente circulante y le permite mantener una identidad química distinta.

A lo largo de la historia se ha buscado responder a las interrogantes que rodean el origen de estas características y su evolución.

Oparin y Haldane independientemente postularon la aparición de la vida, luego de una evolución química partiendo de una atmosfera primitiva. Gases atmosféricos y los mares existentes diciendo que:

1. Había poco o nada de oxígeno
2. Los 4 elementos primarios de la materia viva fueron hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno en forma de gas.

Estas moléculas se sintetizaban mediante energía y radiación solar, el calor de la tierra y los relámpagos.

Partiendo de las reacciones en la atmosfera y el océano primitivo, fuerzas químicas actuaron sobre las moléculas presentes creando agregados plurimoleculares que progresivamente pudieron intercambiar materia y energía con el ambiente Oparin llamo a estas estructuras coacervados ya en estos existían algunas reacciones internas, desarrollaron un metabolismo sencillo y fueron los antecesores del mundo vivo. Luego, existió una evolución prebiológica, en las cuales existió selección natural, donde los agregados más estables sobrevivieron.

Después de 29 años, Miller probó experimentalmente las teorías de Oparin en los cuales agregados moleculares formaron estructuras semejantes a una célula, separadas por membranas y que mantienen integridad química y estructural. Sidney y Fox obtuvieron también estructuras proteicas limitadas por membranas (microesferas proteinoides) que eran capaces de realizar algunas reacciones internamente estas sugieren un proceso evolutivo y un punto inicial para el desarrollo de la celula.

a partir de esto también se dedujo el desarrollo del ARN y ADN, que se basan en proteínas y llevan el código genético, son moléculas autoreplicantes.

Se desconoce aun todos los factores que influyeron para que se desarrolle la vida en nuestro planeta, pero se establece que todos los organismos comparten un mecanismo de transmisión genética común basado en el  ADN, esto sugiere que todos los organismos  descienden de un ancestro común y que la vida se desarrolló en base a selección natural.

HETERÓTROFOS Y AUTÓTROFOS

Los organismos y las células de las cuales están compuestos pueden satisfacer sus requerimientos energéticos de dos formas.

Los heterótrofos son organismos que dependen de fuentes externas de moléculas orgánicas para obtener su energía y sus moléculas estructurales. Todos los animales, hongos y muchos organismos unicelulares son heterótrofos.

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