1. Teorías Modernas sobre el Origen de la Vida
Evolución Química de la Vida
Los compuestos químicos existentes en la atmósfera primitiva sirvieron de materia prima para la síntesis de los compuestos orgánicos más simples de los seres vivos.
La atmósfera primitiva carecía de oxígeno libre.
- Los gases de la atmósfera reaccionaron por una intensa radiación dando lugar a pequeñas moléculas orgánicas.
- La lluvia arrastró los compuestos químicos atmosféricos a los océanos formando el caldo primitivo.
- Estas moléculas reaccionaron con el agua y se formaron los ladrillos biológicos.
- Estos interactuaron entre sí y aparecieron las moléculas gigantes.
- En el caldo primitivo surgieron unas microestructuras que agruparon a los diferentes polímeros, estos se extendieron por el océano dando comienzo a la evolución biológica.
Génesis Mineral
Los ladrillos biológicos no pueden solidificarse si están rodeados de muchas moléculas de agua. Por ello es probable que los polímeros biológicos se sintetizaran en un caldo primitivo distribuido sobre superficies de arcilla.
Fuentes Hidrotermales
La vida se origina en el fondo de los océanos. El inicio de toda evolución química serían las fuentes hidrotermales situadas en las proximidades de las dorsales submarinas, sustituyendo a la atmósfera primitiva.
Aquí existen gases precursores disueltos, procedentes de erupciones volcánicas, así como temperaturas superiores a 200 °C. La presencia de la pirita proporcionaría el andamiaje adecuado para la formación de los polímeros orgánicos.
El Mundo ARN
Se cree que el ARN fue la primera biomolécula con capacidad de archivo y catalítica en aparecer. El ARN se formó en los mares primitivos ricos en aminoácidos y proteínas. El ARN sería sustituido por el ADN ya que es más estable.
2. Las Primeras Células: Evolución Celular
(ver esquema)
Todos los organismos que habitamos en la tierra estamos emparentados porque procedemos de las células ancestrales.
El instante decisivo en el origen de las células fue la aparición de una membrana biológica.
La membrana separó el medio externo del interno, lo que favoreció la existencia de un metabolismo rudimentario, que permitió a la célula ancestral obtener la energía y utilizarla para reproducirse y responder a las variaciones del ambiente.
Probablemente las primeras células fueron heterótrofas anaerobias fermentadoras capaces de obtener alimentos y energía directamente de su ambiente. Pero esta situación es límite y todos estos seres primitivos hubieran desaparecido cuando se agotaran las reservas alimenticias, de no ser porque evolucionaron hasta originar las cianobacterias que desarrollaron una capacidad de obtención de energía, la fotosíntesis: que utiliza la energía solar para convertir el dióxido de carbono en hidratos de carbono, eliminando el oxígeno como producto residual.
La liberación del oxígeno en la fotosíntesis transformó la atmósfera en una nueva atmósfera oxidante, muy parecida a la actual. Este oxígeno se fue convirtiendo en un veneno mortal para los organismos anaerobios. Muchos de estos desaparecieron, otros se refugiaron en lugares inaccesibles para el oxígeno, sin embargo otras se adaptaron y aprendieron a utilizarlo en sus reacciones metabólicas.
Así las primeras bacterias heterótrofas aerobias fueron capaces de usar el oxígeno atmosférico para obtener energía mediante la respiración celular, que desprende dióxido de carbono como producto residual.
3. La Evolución de los Seres Vivos
El fijismo es una teoría que propone que las especies no cambian, sino que se mantienen básicamente invariables a lo largo del tiempo desde la creación.
Según el catastrofismo, cada cataclismo geológico destruye las especies existentes de forma que se produce posteriormente una creación de nuevas especies.
La hipótesis evolucionista de Lamarck se denomina transformismo y supone que las especies evolucionan al transformarse gradualmente unas en otras.
La teoría de la evolución de Darwin crea un vínculo de parentesco entre todos los seres vivos. Las actuales especies son la consecuencia de la progresiva e ininterrumpida divergencia adaptativa de especies precedentes.
La teoría de Darwin se basa en:
- Elevada capacidad reproductora de los seres vivos: Es común que en una población nazcan más descendientes de los necesarios para compensar a los muertos, sin embargo la población se mantiene relativamente debido a que los recursos son limitados. Los individuos compiten para obtener alimentos y reproducirse.
- Variabilidad de las poblaciones: Existe gran variabilidad entre los individuos de una población, que presentan determinados caracteres heredables. Como resultado de la competencia, unos tendrán más posibilidades de sobrevivir y por tanto, de aparearse.
- Selección natural: Al establecerse la lucha por la supervivencia, solo los mejor adaptados sobreviven. Estos se reproducen y transmiten esos caracteres a sus descendientes.
- Las especies evolucionan: los individuos que sobreviven forman la siguiente generación, y de esta manera, transmiten los cambios ventajosos de generación en generación. Así las variaciones se acumulan y se originan nuevas especies.
4. Evidencia Científica: Las Pruebas de la Evolución
Evidencias Clásicas
- Morfológicas: Se basan en el estudio de la anatomía comparada que permite conocer las diferencias y semejanzas de un mismo órgano en especies diferentes.
- Los órganos homólogos: son el resultado de la evolución divergente de un órgano ancestral común que se diferenció como consecuencia de la adaptación a funciones diferentes (extremidades de vertebrados).
- Los órganos análogos: tienen su origen en un proceso de adaptación para desarrollar una función similar (ala de mariposa y ala de ave).
- Paleontológicas: la paleontología estudia los fósiles (restos mineralizados de organismos que han quedado incluidos en las rocas sedimentarias). Los fósiles nos permiten conocer las formas de vida de entonces y estudiar su relación evolutiva con las formas de vida actuales.
- Embriológicas: La embriología estudia las primeras etapas del desarrollo de los organismos, que son las que construyen el desarrollo embrionario. Los embriones de distintas clases de vertebrados son muy similares en las primeras fases de desarrollo y se van diferenciando gradualmente, lo que llevó a Ernest Haeckel, a proponer el principio de recapitulación: El desarrollo embrionario de un animal define el desarrollo evolutivo de su especie.
- Taxonómicas: El sistema de clasificación de los seres vivos se hace agrupando aquellos organismos que tienen características semejantes, lo cual es consecuencia de un proceso evolutivo común.
Evidencias Recientes
- Bioquímica comparada y biología celular: El análisis de las semejanzas entre distintos tipos de organismos pone de manifiesto la existencia de una unidad química que evidencia la existencia de ancestros comunes para los seres vivos actuales. Algunos de los datos que los confirman son:
- El código genético: establece la relación entre la secuencia de los ácidos nucleicos y de las proteínas.
- El ATP: es la molécula que proporciona energía metabólica a las células.
- Los procesos metabólicos y fisiológicos más importantes son comunes a grupos de seres vivos muy diferentes entre sí. (Respiración – Fotosíntesis).
- Secuencias de proteínas y de ARN: Al comparar las secuencias de nucleótidos de un mismo gen o las secuencias de aminoácidos de una misma proteína en diferentes especies pone de manifiesto la existencia de unas semejanzas que, son tanto mayores cuanto más próximas en la evolución sean las especies comparadas.
- Hibridación de ADN: se basa en la capacidad del ADN para renaturalizarse y recomponer los puentes de hidrógeno entre las bases de sus cadenas al someterlo a un proceso de desnaturalización mediante el calor.
- Estudio del bandeado cromosómico: consiste en el estudio de la diferenciación longitudinal y la caracterización de cada par de cromosomas homólogos.
- Análisis inmunológico: los anticuerpos frente a antígenos humanos dan una respuesta muy fuerte en el hombre y más débil dependiendo de lo alejadas que estén esas especies evolutivamente.
5. El Resultado de la Evolución: Biodiversidad
Una especie es un conjunto de organismos que tienen semejanzas morfológicas, pueden reproducirse, dando lugar a una descendencia fértil y presentan un aislamiento reproductivo con otras especies.
El Proceso de Especiación
Los individuos de una misma especie se suelen agrupar en poblaciones. Dos individuos son de la misma especie mientras den una descendencia fértil.
Existen factores que pueden provocar el aislamiento reproductivo entre poblaciones de una misma especie, lo que puede conducir a la aparición de dos o más especies distintas a partir de una inicial (especiación). El factor más importante es el aislamiento geográfico.
La Clasificación de los Seres Vivos
La taxonomía se encarga de la clasificación de los seres vivos.
Según el sistema binomial, el nombre de una especie consta de dos palabras latinas, la primera de las cuales corresponde al género. Homo sapiens: género Homo.
6. El Origen de la Especie Humana
El Orden Primates
Son un orden de mamíferos cuyo origen se remonta a hace unos 75 millones de años cuando algunos mamíferos insectívoros iniciaron una vida arborícola. Como consecuencia surgirían las características más importantes de los primates.
- Extremidades anteriores dotadas de una gran movilidad. Aparece el pulgar oponible.
- Visión estereoscópica debido a la posición de los ojos en posición frontal.
- Sistema digestivo poco especializado, lo que permite alimentarse a partir de una dieta variada.
- Un número de descendientes muy limitado y con gran dependencia materna.
El Proceso de Hominización
La aparición y posterior evolución de los homínidos está relacionada con un gran cambio climático que tuvo como consecuencia la sustitución de amplias zonas de la selva africana por la sabana. Este cambio obligó a algunos primates a abandonar la vida arborícola.
- Se adopta una postura bípeda, que además de facilitar la visión por encima de las hierbas de la sabana, permite la liberación de las manos.
- Las extremidades inferiores se hacen más largas, la pelvis se ensancha y acorta, el fémur se dirige hacia adentro y se modifica la articulación de la rodilla para facilitar la posición erguida. El pulgar del pie ya no es oponible ya que son útiles para caminar.
- Las manos adquieren una mayor movilidad y precisión. Se coordinan bien con la vista.
- La dieta se diversifica e incluye el consumo de carne, lo que da lugar a la reducción de las piezas dentarias, que sufren menor desgaste.
- El aumento del grado de encefalización, que es la relación entre el tamaño del encéfalo y el cuerpo. Los factores de su origen son:
- Una dieta más rica y variada.
- El desarrollo de las actividades sociales.
- El incremento de la tasa de crecimiento cerebral durante el proceso de gestación.
- La prolongación de la niñez.
Orrorin tugenensis: es el homínido más antiguo, ya que inició la postura bípeda hace unos 6 millones de años. Sus restos se encontraron en África en el 2000.
Australopithecus: Eran bípedos y se refugiaban en los árboles. 4 millones de años – 2 millones de años.
Paranthropus: África 2 millones de años – 1 millón de años.
Homo habilis: África 2.5 millones de años, primeros fabricantes de utensilios.
Homo ergaster: África, Europa y Asia 1.9 millones de años.
Homo erectus: 1.6 millones de años – 100.000 años, uso del fuego. Europa y Asia.
Homo antecessor: Atapuerca. 1 millón de años.
Homo neardenthalensis: 200.000 años, Europa. Cazadores/recolectores.
Homo sapiens: ser actual. Origen África 200.000 años.