En la siguiente tabla se pueden ver experimentos posteriores al realizado por Miller, lo relevante es notar los compuestos que se utilizan y los resultados que se obtienen:
viernes, 20 de marzo de 2015
miércoles, 18 de marzo de 2015
Hipótesis sobre el origen de la vida:
A. I. Oparín y J. B. S. Haldane: “La
sopa prebiótica y los coacervados”
Estos científicos
desarrollaron la misma hipótesis de forma independiente (1924 Oparin y 1928 Haldane). Ellos proponían
que la vida surgió en el agua, a
partir de compuestos químicos simples, que estaban disponibles en la Tierra
primitiva. Así, estos compuestos químicos se fueron volviendo cada vez más
complejos, hasta formar compuestos orgánicos como los que hoy forman parte de
todos los seres vivos. A este proceso de complejización se le llamó “evolución prebiótica”.
Los requisitos para la formación de compuestos orgánicos complejos son: Una fuente de energía (esta pudo provenir de la luz solar, las tormentas eléctricas, etc.), sustancias químicas (los compuestos que existían tempranamente en la Tierra), y ausencia de Oxígeno (Oparín y Haldane suponían que la atmósfera primitiva era reductora, es decir, que carecía de oxígeno).
Entonces, Oparín y Haldane, propusieron que en los mares primitivos, gracias a fuentes de energía externas (como los rayos solares), se comenzaron a formar compuestos orgánicos complejos (como aminoácidos), que luego fueron aumentando su complejidad (“evolución química”) hasta conformar los “coacervados” (gotas microscópicas formadas por macromoléculas); Oparin demostró que en el interior de un coacervado ocurren reacciones químicas. Las propiedades y características de los coacervados hacen suponer que los primeros sistemas pre-celulares se les parecerían mucho.
Los requisitos para la formación de compuestos orgánicos complejos son: Una fuente de energía (esta pudo provenir de la luz solar, las tormentas eléctricas, etc.), sustancias químicas (los compuestos que existían tempranamente en la Tierra), y ausencia de Oxígeno (Oparín y Haldane suponían que la atmósfera primitiva era reductora, es decir, que carecía de oxígeno).
Entonces, Oparín y Haldane, propusieron que en los mares primitivos, gracias a fuentes de energía externas (como los rayos solares), se comenzaron a formar compuestos orgánicos complejos (como aminoácidos), que luego fueron aumentando su complejidad (“evolución química”) hasta conformar los “coacervados” (gotas microscópicas formadas por macromoléculas); Oparin demostró que en el interior de un coacervado ocurren reacciones químicas. Las propiedades y características de los coacervados hacen suponer que los primeros sistemas pre-celulares se les parecerían mucho.
S. Miller: El comienzo de la
experimentación sobre el origen de la vida.
Miller retoma los trabajos de Oparín y
Haldane, y realiza un famoso experimento, en el que intenta imitar las
condiciones de vida en la atmósfera primitiva.
Su hipótesis fue que a partir de compuestos inorgánicos simples se podrían formar compuestos orgánicos complejos. Para comprobar su hipótesis realizó un experimento que consistía en un circuito cerrado dentro del cual colocó: agua, metano, amoníaco e hidrógeno. Además colocó unos electrodos que realizaban descargas eléctricas, de modo de imitar las tormentas eléctricas de la Tierra primitiva.
Tras una semana revisó el contenido del circuito y para su sorpresa encontró que ya se habían formado compuestos orgánicos como aminoácidos (p.ej: glicina y alanina), glucosa, etc.
Su hipótesis fue que a partir de compuestos inorgánicos simples se podrían formar compuestos orgánicos complejos. Para comprobar su hipótesis realizó un experimento que consistía en un circuito cerrado dentro del cual colocó: agua, metano, amoníaco e hidrógeno. Además colocó unos electrodos que realizaban descargas eléctricas, de modo de imitar las tormentas eléctricas de la Tierra primitiva.
Tras una semana revisó el contenido del circuito y para su sorpresa encontró que ya se habían formado compuestos orgánicos como aminoácidos (p.ej: glicina y alanina), glucosa, etc.
Para profundizar: http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/01022011/e9/es-an_2011020113_9122125/ODE-b8ba2584-4ac3-3b2f-82e8-abb6f0aa999a/Experimento_de_Santley__Miller.pdf
J. Oró: la síntesis de la adenina.
Joan Oró también trabajó en
experimentos sobre la formación de los componentes que darían origen a la vida.
Su mayor aporte fue logran sintetizar
(formar) adenina, una base
nitrogenada que forma parte del ADN y del ARN. Para ello utilizó ácido cianhídrico, como uno de los componentes
base.
S. Fox: las microesferas
proteinoides.
La hipótesis de la que partió
este científico estadounidense fue que a partir de aminoácidos (que ya se
demostró en los experimentos anteriores que se podrían formar en las
condiciones de la Tierra primitiva) se podrían generar péptidos (cadenas de aminoácidos) bajo ciertas condiciones.
Para poner a prueba su hipótesis, mezcló
varios aminoácidos, luego los diluyó en agua y los sometió a temperaturas de
170 ºC, esto durante una hora. El resultado fue que los aminoácidos se unieron
formando péptidos lineales, a estas cadenas las llamó “proteinoides” (casi proteínas). Luego colocó estos proteinoides en
un ambiente frío (agua fría) y observó que se agrupaban en estructuras más
complejas, estables y recubiertos por una especie de membrana; a estas nuevas
estructuras las llamó “microesferas proteinoides”.
El tamaño de estas microesferas suele oscilar entre 1 y 3 μm (micrómetros), recordemos
que las bacterias tienen un tamaño que varía entre los 0.5 y 5 μm; son
partículas relativamente estables, recubiertas por una doble membrana cuyas propiedades recuerdan bastante a las de las
verdaderas membranas celulares: capacidad para el intercambio osmótico,
selectividad para el paso de moléculas y excitabilidad ante ciertos estímulos
eléctricos. Un comportamiento que se ha comprobado y verificado asiduamente en
estas estructuras moleculares es su capacidad para “reproducirse”.
Para profundizar: http://lacienciaysusdemonios.com/2009/12/21/origen-de-la-vida-las-curiosas-microesferas-de-proteinoides-de-fox/
Dos modelos distintos para explicar
la evolución prebiótica: “Primero los genes” Vs “Primero el metabolismo”
1- La hipótesis de “primero los genes” (también llamada “mundo de ARN”) sostiene que pequeñas moléculas de ARN se podrían formar espontáneamente de modo que fueran capaces de realizar su propia replicación continua. Los argumentos a favor de esta hipótesis son: la habilidad del ARN para replicarse; su capacidad para almacenar información y fomentar reacciones químicas (como hacen las ribozimas); su importancia en el mantenimiento de la información genética (en forma de ADN) en los organismos modernos; y finalmente la facilidad con que se pueden generar sus componentes bajo las condiciones aproximadas de la Tierra primitiva. Se han producido artificialmente en el laboratorio moléculas de ARN relativamente cortas capaces de duplicarse.2- Por otra parte la hipótesis de “primero el metabolismo” establece que antes de que aparezcan los genes y la información genética, aparece el metabolismo; es decir, durante la complejización de los protobiontes aparecen algunos capaces de obtener energía del entorno mediante reacciones químicas. Una de las ideas que se basan en esta hipótesis fue planteada por Günter Wächstershäuser, quien propuso que el origen de la vida estuvo relacionado con la aparición espontánea de un ciclo metabólico, a partir de sulfuros de hierro o de otro tipo de metales. Esta idea se vio reforzada con el descubrimiento de vida en las fuentes hidrotermales de las profundidades marinas, en torno a las llamadas “”chimeneas negras” o “fumarolas”, de las cuales emanan gases como sulfuros de cobre, hierro y cinc. Esos metales podrían haber sido utilizados por un tipo de metabolismo primitivo para obtener ácido acético, y a partir de este podría formarse ácido pirúvico (compuesto importante en el metabolismo de los seres vivos actuales). El ambiente de las profundidades marinas presenta ciertas características que podrían haber beneficiado el origen de la vida, a saber: ausencia de oxígeno; micro-grietas y cavernas donde se pudieron agrupar los compuestos formados; metales de los que se pudo obtener energía; ausencia de luz; distintas temperaturas que permiten la síntesis de distintos compuestos (unos requieren altas temperaturas y otros temperaturas bajas).
Video:
Otras hipótesis sostienen que durante la formación de los primeros seres vivos se pudieron combinar ambas hipótesis anteriores, por lo que no necesariamente son opuestas.
Por último es importante señalar que la membrana celular, en ambas hipótesis aparece posteriormente al metabolismo y a los genes, esto tiene el sustento de que en la actualidad existen diferencias en la composición de la membrana celular de algunos organismos; sin embargo tanto el código genético como las principales reacciones metabólicas son comunes (universales) para la mayoría de los seres vivos actuales.
http://www.peybur.com/modelos-metabolism-first.html
http://immortalium.blogspot.com/2012/06/teoria-del-mundo-de-hierro-sulfuro.html
Panspermia: origen extraterrestre.
Esta hipótesis propone que la vida puedo
tener su origen fuera de la Tierra, y los primeros seres vivos habrían llegado
posiblemente en meteoritos o cometas desde el espacio.
Evidencias a favor de la
panspermia: existen bacterias capaces de sobrevivir largos períodos de tiempo
en condiciones espaciales. Se han encontrado compuestos orgánicos en restos de
meteoritos; el meteorito ALH84001 contiene
estructuras que podrían haber sido causadas por formas de vida microscópica; el
meteorito Murchison contiene uracilo y xantina (precursores de las moléculas
que configuran el ARN y el ADN). Además se sabe que durante los primeros cientos
de millones de años después de la formación de la Tierra ésta estuvo sometida a
constantes impactos de objetos espaciales.
Otros links para profundizar:
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