La evolución

niveles de organizacion de la materia
La materia del universo, se piensa, se formo de una gran explosion que osurrio hace miles de millones de años. las primeras particulas que se formaron eran pequeñas, eran las que ahora son parte de los elementos quimicos que conocemos: protones, electrones, neutrones y otros mas. estas, por medio de accion de cargas, se fueron agrupando para formar los primeros atomos.
A traves del tiempo la complejidad de la materia ha ido variando, asi podemos decir que el grado de la complejidad de la materia del universo varia en niveles, segun como esta se encuentre organizada.
Cuando los atomos se combinan pueden llegar a formar moleculas. De esta manera los dos elementos al ser combinados constituyen una estructura de mayor complejidad que no es solamente la suma de sus partes, sino que la materia englobada se comporta de manera diferente que los elementos originales.
Las moleculas se pueden agrupar formando estructuras mas complejas: los organelos celulares como los lisosomas, cloroplastos, mitocondrias, ribosomas...
Una celula es la union de un conjunto de moleculas que forman organelos organizados de cierta manera que cumplen una funcion especifica dando lugar a una estructura mas compleja.
Algunas celulas son por si mismas un organismo, sin embargo otras se agrupan formando tejidos, que son la union de celulas que comparten una funcion determinada.
Los tejidos a su vez forman organos que conforman a los sistemas de un organismo vivo.
un organismo es un enorme conjunto de atomos organizado de cierta manera para dar lugar al proceso de la vida.
sin embargo la organizacion va mas alla: los organismo de una especie forman poblaciones; varias especies conviviendo en un espacio comun una comunidad; el conjunto de organismos vivos y factores abioticos conforman un ecosistema; todos los ecosistemas forman la biosfera que es el nivel de organizacion mas alto conocido.



particula subatomica-->atomo-->molecula-->organelo-->tejido-->organo-->sistema
-->sistema-->organismo-->poblacion-->comunidad-->ecosistema-->biosfera


Teorías sobre el origen de la vida

Al principio las respuestas relativas al origen de la vida se basaron en ideas míticas, y mágicas o en observaciones empíricas, pero la búsqueda de respuestas basandonos en el método científico no nos ha permitido obtener respuestas absolutas y definitivas a esta cuestión.

• GENERACIÓN ESPONTÁNEA

Surgió de la observaciónn cotidiana de que aparentemente la vida aparecía de manera espontánea en basureros, charcos, lodo o graneros. De estas observaciones derivaron las ideas de generación espontánea, teoría según la cual la vida puede nacer a partir de la materia inerte, dadas las condiciones adecuadas.

Anaximandro y Tales de mileto pensaban que la vida surgia de el lodo o de la combinacion de dos o mas de los elementos fundamentales (agua, aire, tierra y fuego)


Aristoteles decia que la vida surgia del rocio, el sudor, el agua de mar y el lodo, pero que tenia que recibir un soplo vital o entelequia para transformarse en materia viva. surgiendo asi el vitalismo.


Johann B. Van Helmont, un medico vitalista muy conocido, publico receta para hacer ratones (1667).


Francisco Redi no estaba convencido de las ideas de la generacion espontanea, entonces coloco pedazos de carne en recipientes tapados y los comparo con otros que dejo abiertos. Indico que la generacion espontanea era erronea.







Needham realizo experimentos donde intentaba demostrar la existencia de fuerza vital


lazaro spallanzani repitio experimientos de Needham, prolongando esterilizacion, demostrando que no se formaban microorganismos. los vitalistas argumentaban que el calor dañaba el aire y que al cerrarlos hermeticamente se impedia el paso de la fuerza vital, asi que no aceptaban los resultados publicados por spallanzani en 1765.

• Biogenismo

durante el siglo XIX, resurgio la duda y los cientificos se encontraban divididos en dos bandos: los que apoyaban el vitalismo, es decir , la teoria de la generacion espontanea, y los que la negaban.
En 1862 la Academia de frnacia de ciencias ofrecio un premio en efectivo que lograra demostrar una de las dos teorias. El ganador fue Luis pasteur quien descartó para siempre la generación espontanea para siempre.
Pasteur empleo para su esperimento un matraz cuello de cisne dentro del cual esterilizo caldo nutritivo. El caldo, al enfriarse, era ventilado por la avertura del cuello, pero los organismos quedaban atrapados en el trayecto al interior, donde el caldo permanecia intacto. De esta manera los vitalistas no pudieron argumentar que la "fuerza vital" no entraba y con lo cual comprobo su la teoria.
Asi, Pasteur demostró la teoria de la biogenesis, es decir, que la vida proviene de la vida y que no es posible que surja espontaneamente.

• Panspermia

Los experimientos de Pasteur dieron lugar a una serie de cuestiones: ¿como se originó por primera vez la vida?
Hasta el siglo XX hubo quienes decidieron retomar el tema del origen de la vida. Así en 1908, el quimico Svante Arrhenius propuso que la vida había llegado a la tierra por medio de esporas resistentes al calor y radiaciones cosmicas.

esta teoria tiene dos objeciones:

• en aquellos tiempos se dudadba que las esporas resistieran altas temperaturas.
• No resolvia el problema del origen de la vida porque simplemente traslada el problema a otro sitio del universo. Cabría entonces preguntarse como surgio la vida en el sitio de donde provenia la espora.

Evolucion quimica

La tierra primitiva

En 1924, el bioquimico Alexander Oparin publico su libro el origen de la vida, en el que desarrollo una teoria nueva para resolver el viejo problema. esta teoria indica que la tierra primitiva contenia una serie de compuestos que al combinarse dieron origen a niveles de organizacion mayores, el cual hace referencia al proceso llamado evolucion molecular.
Oparin se basaba en las pruebas que indicaban la presencia de hidrogeno, metano, amoniaco, acido cianhidrico, vapor de agua y otros mas en la atmosfera primitiva; las continuas descargas electricas producidas en las tormentas, el calor de las erupciones volcanicas, los elementos que producian radioactividad y rayos cosmicos. todas estas fuentes de energia contribuian a la formacion de nuevos compuestos organicos, asi, los mares primitivos se fueron inundando de materia organica, que poco despues dio origen a los primeros seres vivos.
Tambien el biologo Jonh B. S. Haldane llegó a la misma conclusion de Oparin, pero este, publico un articulo llamado "el origen de la vida", donde se hacia referencia a la misma idea propuesta por Oparin, llamando sopa primigenia a los mares repletos de materia organica, donde aparecieron las primeras celulas.

Experimento de Miller-Urey
La teoria de Oparin era interesante pero desde el punto de vista cientifico no era suficiente. Pero el Químico Stanley L. Miller, tuvo la respuesta. Miller era un estudiante que trabajaba bajo la direccion de Harold C. Urey que estudiaba la composicion de la atmosfera primitiva.
Miller ideó un experimento para reconstruir en un matrz las condiciones atmosfericas de la tierra hace millones de años.
El experimento consistio en colocar un matrz con una mezcla de metan, hidrogeno y vapor de agua; despues coloco electrodos que produjeron descargas electricas durante una semana. El resultado de el experimento fue una mezcla de aminoacidos, que son componentes de las celulas de los seres vivos. encontró acidos grasos, urea y otros compuestos organicos de alto peso molecular. Con esto se demostró que los compuestos organicos podian haberse originado como lo suponian Haldane y Oparin.

Reacciones de condensación

Se habia demostrado que los monomeros podian haberse formado en las condiciones de la atmosfera primitiva, pero surgia la pregunta de como se habian de unir para formar estructuras mas complejas (polimeros), es decir moleculas mas grandes de polisacaridos, proteinas y acidos nucléicos.

las reacciones de condensacion donde se unen, implican la formacion de una molecula de agua; por lo que dificilmente podrian haberse formado dentro del agua. Estas ideas encaminaron a la suposicion de que estos compuestos debieron haberse formado a orillas del mar, en charcos, donde habia arcillas y el agua se evaporaba.
Otra hipotesis de Sidney Fox y sus colaboradores, propone que bajo condiciones de altas temperaturas se produce polimerizacion espontanea de aminoacidos a compuestos proteinoides; por lo que estas condiciones no eran dificiles de encontrar.

sistemas precelulares

La concentracion de materia organica trajo como consecuencia la formacion de pequeñas gotas en las que el medio interno estaba aislado del externo, de tal manera que algunos componentes de la sopa nutritiva quedaban atrapados dentro de esos sistemas precelulares. estas gotitas tenia diferentes duraciones y alguna pudieron durar lo suficiente como para permitir que en su interior se llevaran a cabo procesos metabolicos y reproduccion muy sencillos.
Para demostrar esto, Oparin mezcló soluciones de proteinas, carbohidratos y lipidos dando lugar a coacervados, que son estructuras muy parecidas a celulas pequeñas.
Sidney Fox, obtuvo, al calentar mezclas de aminoacidos en una solucion salina, el modelo de las microesferulas proteicas, las cuales se ven como limitadas por una membrana simple o doble.
Adolfo herrera (mexicano) estructuro su teoria sobre el origen de la vida y la llamo plasmogenia. en ella propone que la vida surgio de la interaccion de las moleculas. elaboro mezclas de gasolinas, aceites y resinas, y obtuvo una gran cantidad de estructuras llamadas colpoides. despues, al mezclar tiocinato de amonio y formalina, obtuvo sulfobios.
Estas estructuras tenian aspecto de celulas, tanto que podian confundir a un experto y ser calificadas como algun tipo de bacterias.



Teorias de la evolucion

Antigüedad

platon aseguraba que todo los seres vivos se habian formado al mismo tiempo y que originalmente tenian una forma ideal, inalterable y perfecta.

Aristoteles, alumno de platon, compartia esta forma de pensar y consideraba que los organismos podian ordenarse en una escala que iba de los animales y plantas mas sencillos hasta los animales complejos culminando con el ser humano. La llamo escala naturae y la considero permanente e inmutable.

Teoria fijista

perduro por casi 2000 años y se basa en que los animales y plantas se han mantenido sin variaciones significativas desde el origen y habian surgido al mismo tiempo.
uno de los defensores era Carl Linneo (1707-1778), quien se dedico a clasificar organismo e invento un sistema de nomenclatura binomial. A pesar de que Linneo observo que las especies parecian estar relacionadas centre si, lo cual podria sugerir que tuvieran algun ancestro comun, siempre aseguro que todas las especies habian sido creadas al mismo tiempo.
muchos de los naturalistas de este tiempo apoyaban la teoria fijista, ´pero con el paso del tiempo se empezo a dudar de ella por evidencias que indicaban la posibilidad de cambio en las especies.
uno de los descubrimientos fueron los fosiles, restos de organismos que se encontraban petrificados en la tierra.


Transformismo

George-louis leclerc conocido como Buffon, fue el primer naturalista de la epoca moderna que sugirio que las especies cambian. considera que los animales que fueron creados originalmente fueron sujetos a cambios por influencia ambiental. sus ideas influyeron en los naturalistas de su tiempo, entre ellos Erasmus Darwin, quien tambien propuso que las especies podian cambiar, pero no establecio con claridad algun mecanismo para ello.


Teoria del catastrofismo

Georges Cuvier geologo considerado padre de la paleontologia, observo que los fosiles de un estrato o capa terrestre solian ser distintos al siguiente, y mostraban organismo distintos a los que existian entonces.
Para explicar esto Cuvier propuso la teoria del catastrofismo, la cual afirmaba que en el pasado habian sucedido diferentes fenomenos o desastres que provocaban la muerte de diversos organismos, los cuales al morir no dejaban descendencia, y que por eso aparecian en el registro fosil, pero ya se habian extinto. Pensaba que los animales sobrevivientes se distribuian y por eso aparecian nuevas especies en el siguiente sustrato.


Uniformismo

Charles Lyell publico en 1830 principios de la geologia, en el que proponia la teoria del uniformismo. esta habia sido previamente propuesta por James Hutton años atras. Deacuerdo con la teoria, la tierra habia tenido cambio paulatino y lentos, no catastroficos ni drasticos.

Evolucionismo

Baptiste Lamarck afirmaba que los organismo habian tenido cambios sucesivos a traves del tiempo por un proceso de adaptacion a las condiciones ambientales.
uno de los principios importantes dice que la fuerza eviolutiva era un impulso interno de la especie para mejorar, es decir, que las especies buscaban la perfeccion a traves de la evolucion.
la teoria se apoyaba en la herencia de caracteres adquiridos, lo cual significa que los organismos adquieren ciertas caracteristicas que le permiten responder mejor a las condiciones ambientales y luego las transmiten a sus descendientes, de manera que se van produciendo en la especie un cambio a traves del tiempo.
tenia como ejemplo a las jurafas, donde las jirafas estiraban tanto el cuello que iban pasando la informacion genetica a sus descendientes quienes cambiaban de forma, para asi poder alcanzar las hojas altas.
propuso teoria de uso y desuso que señala que a medida que un organismo usa un organo este se desarrolla y al contrario si deja de usarla, se atrofia.
Dado que en la epoca de Lamarck no se conocian los principios de la herencia , esta teoria fue aceptable, de echo hasta la actualidad se considera la teoria de gran importancia de aportacion a la biologia.

Teoria Charles-Wallace

Charles Darwin realizó un viaje en el barco Beagle que le permitio, los 5 años que duro, recopilar informacion sobre el mundo natural que lo llevaria a proponer la teoria de la evolucion veinte años despues de haber concluido su viaje.
Uno de los lugares que mas impactaron a Darwin fueron las islas Galapagos, situadas cerca de ecuador, en sudamerica. En ellas pudo observar variaciones entre organismos de pinzones, que normalmente son unas aves que se alimentan de semillas. Lo interesante es que habia 14 especies. Cada especie de pinzon se alimentaba diferente: hojas, insectos, frutos. El penso que las especies habian surgido de un ancestro comun, posiblemente originario de tierra firme, y que cada una se habia adaptado a los alimentos disponibles en la isla que vivia.
Darwin tambien pensaba en la seleccion natural para explicar mecanismo por lo que se lleva a cabo la evolucion.
Darwin se baso en la publicacion del ensayo psobre la poblacionde Malthus. en el decia que los alimentos se multiplicaban aritmeticamente mientras que nosotros los humanos lo haciamos geometricamente.
La respuesta a que no todos los organismos sobrevivan se debe a quienes son mas aptos para sobrevivir..
Wallace tambien llego a la misma conclusion que Darwin solo que el se desenvolvio en malasia, australia y el amazonas.
En 1859 Darwin publico el origen de las especies, enl cual tuvo gran impacto y se convirtio en la case del conocimiento sobre el tema de la evolucion; llegó a causar fuertes controversias, sobre todo los defensores de la teoria fijista.