Clase digital 8. Origen, evolución y biodiversidad

Origen, evolución y biodiversidad

Introducción

¡Hola admirable estudiante!

Me da mucho gusto saludarte en esta ocasión, que sin demeritar las anteriores, ya has avanzado mucho en este proceso formativo y eso es razón suficiente para pedirte que continúes con ese mismo ímpetu por aprender más. Te reitero mis felicitaciones y te doy la bienvenida a la última clase digital de este curso. 

En esta última sesión revisaremos algunos temas como son el origen de la vida en el planeta tierra, cómo hemos evolucionado. Finalizando con el tema sobre la biodiversidad en donde repasaremos los ecosistemas. 

Considerando lo anterior, te invito a empezar tu última sesión. ¡Éxito!

Desarrollo del tema

Para hablar sobre el origen de las primeras células, es necesario abordar las diferentes teorías sobre el origen de la vida en la tierra. En seguida se explican las primeras teorías y las más aceptadas por la ciencia.

Creacionismo

Consiste en la idea de atribuir la existencia de la vida a la “creación por los dioses”. Esta idea surgió quizá desde las épocas del hombre primitivo y se reforzó en las primeras culturas, como la egipcia y la mesopotámica. La teoría creacionista considera que “la vida, al igual que todo el cosmos, se originó por un acto libre de voluntad creadora de un ser divino”.

Generación espontánea

Es la noción de que la vida puede surgir de materia sin vida “mediante la interacción de las fuerzas naturales” esta teoría contó con el apoyo de la iglesia, lo que hizo que se afianzara más en el criterio de la gente de esas épocas, que creía que los seres vivos además de provenir de sus padres se podían originar de material sin vida. 

Platón, Aristóteles y otros grandes filósofos griegos aceptaron la creación de formas inferiores de vida a partir de algo no vivo, como las ranas a partir de lodo, ratones que se originaban del sudor y mugre. Incluso existían recetas de acuerdo con lo que se deseaba obtener.

Mecanicismo

Considera que la vida se basa en procesos químicos y físicos.

Francisco Redi (1626-1698) médico italiano que se oponía a la teoría de la generación espontánea. En 1668 diseño unos sencillos experimentos encaminados a terminar con el error anterior, que consistieron en colocar pequeños trozos de carne envueltos en muselina dentro de recipientes perfectamente limpios, cubriendo la entrada de estos con gasa y dejando otros trozos de carne en recipientes descubiertos para que sirvieran como “testigos”. Días después, la carne que quedó al descubierto estaba agusanada, en cambio la carne protegida no tenia gusanos, y se observaban sobre la gasa que cubría los frascos los huevecillos de las moscas que no pudieron atravesar. 

Por esos años Anton Van Leeuwenhoek (1632-1723) comerciante holandés pulidor de lentes, construyó los mejores microscopios de su época, avivando el interés por los microorganismos, fue uno de los primeros en observar los espermatozoides y los glóbulos rojos. 

Needham investigador inglés creía firmemente que existía una fuerza vital que permitía la aparición de microorganismos en los caldos nutritivos que el hervía por dos minutos (tiempo que no es suficiente para matar microorganismo). Lázaro Spallanzani (1726-1799) no aceptó las conclusiones de Needham y preparo un “caldo” sometido a ebullición prolongada, sello los recipientes de vidrio, días después observó varias gotas de sus caldos bajo el microscopio y comprobó que no se había originado ninguna forma de vida. Sin embargo, esto no fue suficiente para convencer a los científicos de la época. Louis Pasteur (1822-1895) químico y biólogo francés se propuso poner fin a la polémica, en 1864 realizó una serie de sencillos e ingeniosos experimentos: fabricó unos matraces con “cuello de cisne” que impedían la entrada de microorganismos. Dentro de estos hirvió durante varios minutos distintos caldos y soluciones, que permanecieron estériles por tiempo indefinido, pero si llegaba a romperse el cuello del matraz, en pocas horas se desarrollaban diferentes microorganismos que entraban del ambiente al matraz.

Teoría de la panspermia

En 1908 el sueco Svante Arrhenius (1859-1927), premio nobel de química en 1903, popularizó la teoría de panspermia en el libro “la creación de los mundos”. Su teoría expone que la vida llegó a la Tierra proveniente del espacio exterior, a través de esporas resistentes a temperaturas extremas, el vacío y las radiaciones. Durante mucho tiempo esta teoría tuvo verdaderas objeciones, porque se consideraba que ninguna forma de vida terrestre conocida hasta entonces podía resistir, por un lado, las radiaciones cósmicas del espacio y, por el otro, las altas temperaturas que se generan al entrar los meteoritos en la atmósfera terrestre.

Recientes descubrimientos han llevado a reconsiderar algunos aspectos sobre esta teoría. Actualmente se reconoce la existencia de microorganismos capaces de resistir muy altas temperaturas, se sabe que en el interior de los meteoritos la materia viva podría estar protegida de las radiaciones cósmicas y encontrarse a una temperatura menor, lo cual hace posible pensar que algunos microorganismos extraterrestres lograron llegar a nuestro planeta por medio de un asteroide o cometa.

Síntesis abiótica

La teoría de la síntesis abiótica, conocida también como teoría quimiosintética, fue publicada en 1924 por el investigador ruso Alexander I, Oparin (1894-1980) cuyas proposiciones coincidieron con las del biólogo inglés John B.S. Haldane (1892-1964) quien publicó sus experiencias cuatro años después, en 1928.

La teoría de la síntesis abiótica toma como punto de partida una Tierra muy joven y sin vida, con una atmósfera carente de oxígeno libre, pero con una gran cantidad de hidrógeno (que la hacía fuertemente reductora) y algunos compuestos como metano (CH4), amoníaco (NH3) y agua (H2O), que se habían formado de manera abiótica por la acción de algunas fuentes de energía de la Tierra primitiva. En una atmósfera reductora se pueden formar moléculas orgánicas.

A medida que el planeta se enfriaba, el vapor de agua proveniente de las erupciones volcánicas se condensaba y precipitaba en forma de lluvias torrenciales y constantes que al caer arrastraban sales minerales y otros compuestos. El agua se acumulo en las partes bajas dando forma a los cálidos mares primitivos a los que Oparin dio el nombre de Sopa primigenia o caldo nutritivo. De acuerdo con esta teoría, las fuentes de energía que existían en esa época permitieron la combinación de los primeros compuestos de la atmósfera reductora. Tales fuentes de energía fueron. Descargas eléctricas (de las tormentas) radiaciones solares (sobre todo ultravioletas), erupciones volcánicas y radiactividad. Esto dio como resultado la formación de moléculas mayores, que evolucionaron a partir de los compuestos mencionados, hasta formar compuestos polimoleculares de complejidad, creciente conocidos como compuestos prebióticos. 

Para aprender más de este tema te invito a revisar el siguiente video (incluir video teoría quimiosintética)

Dichos compuestos prebióticos formaron pequeños sistemas precelulares cada vez más complejos y delimitados por el ambiente, con el que iniciaron una interacción como sistemas abiertos a los que Oparin les dio el nombre de protobiontes. En algún momento fortuito de la evolución a partir de los protobiontes surgieron los eubiontes. Capaces de transmitir a sus descendientes información de sus características. Esta evolución química se considera que duró entre 1,500 y 1,700 millones de años. 

En 1953, los estadounidenses Stanley I. Miller y Harold C. Urey realizaron en laboratorio una serie de experimentos sencillos con el objetivo de comprobar la formación de algunos de los compuestos propuestos por Oparin y Haldane. Obteniendo varios compuestos orgánicos como aminoácidos, ácidos grasos, urea y ácidos fórmico, acético y propiónico. Tiempo después animado por estos resultados Cyril Ponnamperuma, simuló además de la atmósfera primitiva, la hidrosfera, con lo que consiguió formar una sopa o caldo nutritivo semejante al propuesto por Oparin y Haldane. 

Con ello, entonces, si las características del entorno cambian, las especies desarrollan nuevas propiedades que les permiten su supervivencia y continuidad. Dando origen a los postulados:

• Uso y desuso de los órganos: Para cualquier ser vivo, el uso constante de un órgano provoca que éste se vuelva más diestro y mejor en muchos sentidos. Por el contrario, la falta del uso del mismo órgano significa que éste se vuelva ineficaz.
• La transmisión de caracteres adquiridos: El que existan nuevas especies y el cambio climático son parte de un entorno que se modifica constantemente, y que obliga a los animales, y seres vivos en general, a alterar la forma en que se comportan. Los nuevos seres cargan con información, la cual queda en evidencia al notar diversas características, tales como el cambio, mejora o desaparición de órganos, presencia o ausencia de pelaje, agudeza o torpeza en algunos sentidos, entre otros.

A partir de las observaciones de Lamarck, surgieron dos nuevos científicos con sus debidas aportaciones: Charles Darwin y Alfred Wallace.

Ecosistemas y clasificación taxonómica

En cualquier ecosistema se pueden distinguir dos partes: biotopo y biocenosis, la primera hace referencia a la parte física y la segunda engloba todos los seres vivos, macro y microscópicos, terrestres o acuáticos. Para poder estudiar a los seres vivos es necesario establecer un sistema de clasificación.

Fue Carl Von Linné (1707-1788) naturalista sueco que estableció el sistema de clasificación de los seres vivos que sigue vigente en la actualidad. 

Este sistema está basado en dos premisas:

• Grupos de organismos que se ordenan jerárquicamente desde niveles superiores (menos similitud entre los miembros) a inferiores (más similitudes entre los miembros, a cada grupo se le denomina “Taxón”. Todos los organismos incluidos en un mismo taxón manifiestan características comunes al compartir un antepasado común del que han evolucionado.

Se consideran las siguientes categorías taxonómicas:

• El sistema de clasificación es binomial, el primer nombre hace referencia al género al que pertenece. 

Dominio: El sentido taxonómico es el máximo nivel de clasificación biológica. Los organismos pueden agruparse en tres categorías principales llamadas: Bacteria (Eubacteria), Archaea y Eucariota (Eukarya). Los miembros de los dominios Bacterias y Archaea consisten en organismos unicelulares simples, mientras que los del dominio Eucariota, tienen cuerpos pluricelulares muy complejos.

Reino: Son cada una de las grandes subdivisiones en que se consideran distribuidos los seres vivos, debido a sus caracteres comunes. Actualmente se conocen 5 reinos: monera, protista, fungi, plantae y animalia.

• Filo o división: Es una categoría taxonómica y funciona como subdivisión entre el Reino Animal y el Reino Protista.
• Clase: Es un grupo taxonómico que comprende varios órdenes de plantas o animales con muchos caracteres comunes, como la forma de reproducción. Por ejemplo: mamíferos, vivíparos, etc.
• Orden: Especifica la categoría o rango taxonómico del grupo, por lo general se establecen cuestiones específicas como la alimentación. Por ejemplo: carnívoro, herbívoro, etc.
• Familia: Los nombres de las familias de la fauna terminan en idae, por ejemplo, Hominidae, la familia de los gorilas. Por su parte, los nombres de las plantas suelen terminar en aceae, como en Asteraceae, la familia de los girasoles.
• Género: De las familias provienen los géneros, los cuales son conjuntos de especies relacionadas entre sí por la evolución.
• Especie: Es un grupo de individuos con las mismas características, lo cual les permite que se relacionen entre sí con el fin de tener descendencia.

Conclusión

Para concluir esta última sesión, revisamos las teorías que tratan de explicar el origen de la vida, aún no se tiene una respuesta única, sin embargo, los científicos siguen realizando experimentaciones cada vez más complejas, revisamos también las teorías de Lamarck, Wallace y Darwin, así como la importancia de la clasificación taxonómica. 

¡Has llegado al final de la última clase del curso, muchas felicidades! Ha sido un gozo compartir contigo este trayecto formativo. Deseo que el curso haya cumplido tus expectativas y  encuentres satisfacción en los temas abordados, así como con tu desempeño y compromiso. Para concluir de forma correcta, te invito a realizar la tarea asignada y mandarla como corresponde. Espero encontrarte nuevamente, ¡hasta pronto!

Fuentes de información

• Gama Fernández, M. A. (2016).  Biología 1, (3^a ed.). Pearson.
• S.N. (S.F.). Blog: La evolución. “El transformismo de Lamarck”. Consultado el 19 de noviembre.