LA EVOLUCION Teorías para el cambio

COMO EMPEZÓ TODO…

La tierra que hoy conocemos tiene un aspecto muy distinto del que tenía poco después de su formación, hace unos 4.500 millones de años. Entonces era un amasijo de rocas cuyo interior se calentó y fundió todo el planeta. Con el tiempo la corteza se secó y se volvió sólida. En las partes más bajas se acumuló el agua mientras que, por encima de la corteza terrestre, se formaba una capa de gases, la atmósfera.

Agua, tierra y aire empezaron a interactuar de forma bastante violenta ya que, mientras tanto, la lava manaba en abundancia por múltiples grietas de la corteza, que se enriquecía y transformaba gracias a toda esta actividad.

Después de un periodo en que la Tierra era una masa incandescente, las capas exteriores empezaron a solidificarse, pero el calor procedente del interior las fundía de nuevo. Finalmente, la temperatura bajó lo suficiente como para permitir la formación de una corteza terrestre estable. Al principio no tenía atmósfera, y recibía muchos impactos de meteoritos. La actividad volcánica era intensa, lo que motivaba que grandes masas de lava saliesen al exterior y aumentasen el espesor de la corteza, al enfriarse y solidificarse.

Esta actividad de los volcanes generó una gran cantidad de gases que acabaron formando una capa sobre la corteza. Su composición era muy distinta de la actual, pero fue la primera capa protectora y permitió la aparición del agua líquida. Algunos autores la llaman "Atmósfera I".

En las erupciones, a partir del oxígeno y del hidrógeno se generaba vapor de agua, que al ascender por la atmósfera se condensaba, dando origen a las primeras lluvias. Al cabo del tiempo, con la corteza más fría, el agua de las precipitaciones se pudo mantener líquida en las zonas más profundas de la corteza, formando mares y océanos, es decir, la hidrosfera.

Desde su formación hasta la actualidad, la Tierra ha experimentado muchos cambios. Las primeras etapas, desde que empezó la solidificación de la masa incandescente hasta la aparición de una corteza permanente, no dejaron evidencias de su paso, ya que las rocas que se iban generando, se volvían a fundir o, simplemente, eran "tragadas" por una nueva erupción.

Estas etapas primitivas son todavía un misterio para la ciencia. Además, el paso del tiempo, la erosión, los distintos cambios ... han ido borrando las señales, por lo que, cuanto más antiguo es el periodo que se pretenda analizar, mayores dificultades vamos a encontrar. La Tierra, no lo olvidemos, sigue evolucionando y cambiando.

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LAS PRIMERAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS Hemos supuesto que la Tierra se origino hace unos 4.500 m.a. y que en el planeta hay gravedad

La atmósfera primitiva se origino a partir de los gases desprendidos del interior de la Tierra y tenía carácter reductor a diferencia de la actual que es oxidante, estaba formada por: vapor de agua, metano, amoníaco, hidrógeno, dióxido de carbono, etc.; carecía de oxígeno y por lo tanto de

ozono.

Al descender la temperatura, el vapor de agua presente en la atmósfera precipitó en forma de lluvias torrenciales acumulándose en las partes bajas, dando lugar a los océanos.

Unos 1000 millones de años más tarde aparecería la vida, es decir hace unos 3.500 m.a..

En 1922 el bioquímico ruso Oparin formulo una hipótesis sobre el origen de la vida en la cual explica como surgían las primeras biomoléculas. Según esta hipótesis, las primeras moléculas orgánicas se originaron a partir de los gases atmosféricos que reaccionaron entre sí de forma espontánea, gracias a la energía desprendida en diversos procesos naturales que ocurrían de forma normal en esa época tales como: descargas eléctricas, radiaciones solares, calor desprendido en las erupciones volcánicas, etc. Estas primeras moléculas orgánicas eran simples: azúcares, aminoácidos, bases, etc. Estos compuestos caían arrastrados por el agua y se diluían en los mares y lagos terrestres, con lo que se iban enriqueciendo en compuestos orgánicos, hasta formar lo que Oparin denomino “sopa o caldo primitivo”.,

En 1950 Miller y Urey probaron experimentalmente la hipótesis de Oparin, para ello reprodujeron en el laboratorio las condiciones de la atmósfera primitiva y obtuvieron diversas moléculas orgánicas. Años más tarde Juan Oró y Fox realizaron experimentos similares con el mismo resultado.

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LAS PRIMERAS CÉLULAS…

·Formación de las primeras células

El siguiente paso evolutivo consistiría en la formación a partir de las macromoléculas del caldo primitivo, de los precursores de las primeras células: Las protocélulas a las que se denomino progenotas o protobiontes. Estas protocélulas deben de cumplir dos condiciones:

Deben de tener una membrana que preserve su individualidad aislándolas del medio, y a la vez las permita un adecuado intercambio con éste.

Tienen que tener capacidad de replicarse para poder reproducirse y transmitir su mensaje a los descendientes y de esa forma asegurar la vida.

Existen diversas hipótesis que tratan de explicar como surgieron a partir de las macromoléculas las primeras células. Entre las cuales destacan las siguientes:

Hipótesis de los coacervados.

Fue propuesta por Oparin. Según esta hipótesis los coacervados serían el origen de las primeras células.

Los coacervados son gotas microscópicas constituidas por una envoltura de polímeros que rodearía a un medio interno líquido en el que habría alguna enzima, que quedaría aislada del exterior. Se formarían en el caldo primitivo, al ponerse espontáneamente en contacto los polímeros en solución acuosa. Tendrían un metabolismo muy simple al disponer de moléculas catalíticas como enzimas, lo que les permitiría crecer a medida que captaban moléculas del exterior y al adquirir cierto tamaño se dividirían.

Oparín logro obtener coacervados en el laboratorio y al añadirles enzimas procedentes de otras células consiguió que crecieran y que se dividieran. Esta hipótesis no explica cómo evolucionarían los coacervados, al carecer de información genética.

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MILLER Y UREY

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ADN Y REPLICACIÓN:

Y por fin se debió dar un último paso que fue la aparición de una molécula capaz de autorreplicarse y que contendría la información necesaria para controlar catalíticamente los procesos que se producen en este protobionte. Así, se asegura que los protobiontes hijos tengan dicha información.

No se sabe cómo se desarrolló este proceso. Probablemente la primera molécula capaz de replicarse sería el ARN, esta molécula tendría además capacidad catalítica, regulando su autorreplicación. Posteriormente el ARN cedería su papel a la molécula de ADN, que es más estable y las funciones catalíticas pasarían a las proteínas enzimáticas, cuyas secuencias de aminoácidos estarían codificadas por el propio ADN. El ARN adquiriría el papel de intermediario entre el ADN y las proteínas que ahora posee. Se cree que una vez adquirida la información genética, los protobiontes evolucionarían hasta constituir células.

Evolución celular:

Hoy día se acepta que el antepasado común de todas las células fue una forma primitiva a la que Carl Woese en 1980 denomino progenota o protobionte. Esta primera forma primitiva tendría una estructura muy simple y estaría dotada de mecanismos genéticos de transcripción y traducción rudimentarios.

Por evolución de esta progenota surgieron tres tipos de células procariotas: las arqueobacterias, las urcariotas y laseubacterias (bacterias).

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CÉLULAS PROCARIOTAS

Las primeras células procariotas que surgieron lo hicieron hace unos 3.500 m.a y eran

probablemente, heterótrofas y anaerobias. Obtenían la energía por fermentación de las moléculas orgánicas que existían en el caldo primitivo. A medida que aumento la población de estas células heterótrofas, esta materia fue agotándose. Esto dio lugar a que algunas células evolucionasen y empezasen a utilizar otro sistema para obtener energía: la fotosíntesis. La aparición del proceso fotosintético y el consiguiente desprendimiento de oxígeno como producto residual, liberó a las células de su dependencia del caldo primitivo y a la vez inicio una serie de cambios que condujeron a la atmósfera actual. Una vez que el oxígeno apareció en la atmósfera en cantidades significativas surgen las primeras células aerobias, que tienen una gran ventaja evolutiva, no utilizan la fermentación para obtener energía, sino que usan el oxígeno, mediante un proceso químico llamado respiración celular que es mucho más rentable. Por otro lado la aparición del oxígeno en la atmósfera dio lugar igualmente a la formación de una capa de ozono, que permitió filtrar las dañinas radiaciones ultravioletas e hizo posible que la vida saliese del medio acuático,

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APARECEN LAS CÉLULAS EUCARIOTAS

Hace entre 2000 –1500 millones de años, se dio un segundo gran paso en la evolución celular, este fue la aparición de las células eucariotas; sin este paso, posiblemente no se

hubiesen formado los seres superiores.

Según la teoría endosimbiótica propuesta por Lynn Margulis, las células eucariotas se formaron a partir de una primitiva célula urcariota (procariota) grande que en un momento dado englobo por fagocitosis a otras célula procariotas mucho más pequeñas, estableciéndose entre ellas una relación de simbiosis (endosimbiosis).

Estas células procariotas fagocitadas serían los precursores de muchos de los orgánulos celulares de las células eucariotas tales como: mitocondrias (procederían de bacterias aerobias); cloroplastos (procederían de bacterias fotosintéticas), etc. De hecho mitocondrias y cloroplastos son similares a las bacterias en tamaño y como ellas se reproducen por división. Pero lo más importante es que tanto cloroplastos como mitocondrias

tienen su propio ADN bicatenario y circular como en las bacterias; igualmente poseen ribosomas que son más parecidos a los de las bacterias que a los de las células eucariotas.

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La incorporación intracelular de estas células procariotas en la primitiva célula eucariota le proporciono dos características de las que carecía inicialmente:

-La capacidad de utilizar un metabolismo oxidativo, con lo cual se convirtió en una célula

aerobia. -La posibilidad de realizar la fotosíntesis, y por lo tanto de ser un organismo autótrofo capaz de utilizar el CO2 para sintetizar moléculas orgánicas.

Por otro lado la célula eucariota proporcionaba a las células procariotas fagocitadas un entorno seguro y alimento. Por lo tanto la endosimbiosis sería altamente ventajosa para los

organismos implicados.

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Y SE DIVERSIFICARON

Resulta imposible no darse cuenta de la enorme variedad de seres vivos que pueblan la Tierra.

En la actualidad existen unos dos millones de tipos diferentes de seres vivos. Además cada año se descubren miles de especies nuevas que es preciso identificar y clasificar. Dada esta enorme diversidad, para estudiarlos es necesario reunirlos en grupos según sus semejanzas y orígenes.

La clasificación de los seres vivos es posible gracias a que algunos se parecen entre sí más que otros. De este modo, los organismos se pueden agrupar atendiendo a sus afinidades morfológicas. .

La única respuesta a la semejanza de los seres vivos la proporciona la teoría de la evolución.

La evolución hace que aparezcan nuevos grupos de individuos a partir de un grupo antecesor. Esos nuevos individuos serán semejantes a los del grupo del que proceden. Las características comunes que posean permitirán clasificarlos en relación con los individuos de los cuales descienden. Por ejemplo: los seres humanos, los chimpancés, los gorilas y los

orangutanes estamos emparentados evolutivamente, porque todos somos primates. Sin embargo, pertenecemos a familias, géneros y especies distintas ya que hemos evolucionado de forma

diferente.

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PRIMERO LAMARCK

Juan Bautista Lamarck fue el primero que ideo una teoría sobre los procesos evolutivos y la dio a conocer en su obra Filosofía zoológica, publicada en 1809.

Las ideas de Lamarck se resumen en los siguientes postulados: 1. Los cambios del medioambiente generan nuevas necesidades en los organismos

2. Para adaptarse al nuevo escenario, los organismos deben modificar el uso de sus órganos. Si usan mucho determinado órgano, este tiende a crecer y si no lo usan, tiende a desaparecer

3. Estos cambios se transmiten de generación en generación.

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Y DESPUÉS DARWIN

Es el padre de la actual teoría de la evolución. Está expuesta en su obra: El origen de las

especies (1859).

Sus principales postulados son: 1. Hay variaciones entre los organismos que serán transmitidas a la descendencia

2. Los organismos compiten entre si por la sobrevivencia ya que nacen mas individuos de los que lograran sobrevivir

3. La selección natural determinara quién sobrevive y quién no

4. Quien tenga características que mejor se adapten al medio existente, tendrán mayores posibilidades que los peor

adaptados.

5. De esa forma, paulatinamente, de generación en generación, irán desapareciendo los rasgos menos ventajosos.

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Y AL FINAL, LA GENÉTICA: EL NEODARWINISMO En los años cuarenta del siglo pasado, se configuró la que se denominó neodarwinismo o teoría sintética.

Esta teoría se basa en los siguientes postulados:

* Las variaciones se deben a mutaciones producidas al azar en los individuos de una población. * Por selección natural los individuos con mutaciones favorables serán los que sobrevivirán y se reproducirán. * El cambio evolutivo es gradual y lento. Mediante la "especiación" se crearán nuevas especies por acumulación de

mutaciones.

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