Experimentos Clásicos sobre el Origen de la Vida

Experimento de Redi

Francesco Redi colocó un trozo de carne en un recipiente abierto y otro en un recipiente cubierto con una rejilla. Con el tiempo, observó que la carne se descomponía, pero solo aparecían larvas en el frasco abierto. Este experimento refutó la idea de la generación espontánea de la vida a partir de materia inerte.

Experimento de Pasteur

Louis Pasteur vertió caldo en dos matraces de cuello largo y estrecho, que curvó con calor. Hirvió el líquido de cada matraz para esterilizarlo. Después de varios días, comprobó que el caldo no se estropeaba. Luego, cortó el cuello de uno de los matraces y, después de unos días, observó que el caldo se había descompuesto. Pasteur concluyó que, aunque en ambos matraces entraba aire, los microorganismos adheridos a partículas de polvo quedaban retenidos en el cuello curvo, impidiendo la descomposición del caldo. Al romper el cuello, los microorganismos podían entrar y contaminar el caldo. Este experimento también refutó la generación espontánea y demostró que los microorganismos provienen de otros microorganismos.

Teorías de la Evolución: Lamarckismo, Darwinismo y Neodarwinismo

Ejemplo de la Evolución de las Jirafas

Se presentan tres interpretaciones sobre la evolución del cuello de las jirafas:

Lamarckismo (Herencia de los caracteres adquiridos)

1. Los antecesores de las jirafas tenían el cuello y las patas más cortas que las jirafas actuales.
2. Los esfuerzos por obtener las hojas de las partes altas de los árboles les hicieron alargar el cuello y las patas hasta su longitud actual.
3. Los descendientes habrían heredado esas características.

Darwinismo (Selección natural)

1. En las poblaciones de jirafas existía cierta variabilidad inicial en cuanto a la longitud del cuello y las patas.
2. La selección natural favorecería a los individuos de cuello y patas más largos, que dejarían más descendencia.
3. Con el tiempo, cada vez habría más jirafas con el cuello y patas largos.

Neodarwinismo (Teoría sintética de la evolución)

1. Los antecesores de las jirafas tendrían patas y cuellos cortos.
2. Si estos caracteres suponen una ventaja, las jirafas que los presenten se reproducirán más.
3. Las recombinaciones genéticas y mutaciones darían lugar a algunos individuos con patas y cuellos algo más largos.
4. Con el tiempo, la frecuencia de jirafas con patas y cuellos largos aumentará en la población.
5. Las continuas mutaciones producen una variabilidad en la longitud de patas y cuellos, variabilidad sobre la que actúa la selección natural.

Evidencias de la Evolución

Órganos Homólogos

Los miembros delanteros de varios mamíferos, comparados con los miembros delanteros de sus ancestros entre los reptiles, son un ejemplo de órganos homólogos. Aunque pueden servir a diferentes funciones, todos están compuestos de los mismos huesos, tienen una disposición similar con respecto a otras estructuras y sufren un desarrollo embrionario parecido.

Órganos Análogos

Las alas de una mosca sirven para lo mismo que las alas de las aves y de los murciélagos, por lo que son análogas. Sin embargo, tienen una estructura y un desarrollo embrionario diferentes.

Estructuras Vestigiales

El quinto dedo de un perro es un vestigio del pulgar. En un caballo, el único dedo funcional es el tercero, pero quedan vestigios de los otros.

Evolución del Caballo

• Hace 50 millones de años (m.a.): 4 dedos en sus patas delanteras y 3 en las traseras.
• Hace 35 m.a.: 3 dedos en las patas (adaptación a las praderas).
• Hace 20 m.a.: Tridáctilo, solo apoya el dedo medio.
• Hace 5 m.a.: Un dedo por pata (dedos laterales atrofiados).
• Presente: Un dedo por pata.

Diferencias en el ADN entre Especies (%)

• Ser Humano (S.H.) – Chimpancé: 1.2%
• Gorila – Chimpancé: 1.2%
• S.H. – Gorila: 1.4%
• Chimpancé – Orangután: 1.8%
• S.H. – Orangután: 2.4%
• Gorila – Orangután: 2.4%

Especiación

Proceso de Especiación

El fenómeno de la especiación ocurre cuando individuos de una población, que originalmente forman grupos que intercambian material genético, quedan separados por una barrera geográfica. Con el tiempo, aparecen cambios genéticos en las dos poblaciones aisladas. Eventualmente, aunque los grupos vuelvan a juntarse, ya son especies distintas, incapaces de reproducirse entre sí.

Modelos de Especiación: Gradualismo y Equilibrio Puntuado

Gradualismo Filético

Se produce un cambio continuo y lento a medida que una nueva especie evoluciona a partir de una ancestral.

Equilibrio Puntuado

Una especie permanece sin cambios durante la mayor parte de su existencia, y las especies nuevas evolucionan rápidamente, quizá en unos pocos miles de años.

Comparación entre Gradualismo y Equilibrio Puntuado

Origen de la Vida: Teoría de Oparin-Haldane y Experimento de Miller

Teoría de Oparin-Haldane

1. Hace unos 4 mil millones de años, tuvieron lugar una serie de reacciones químicas espontáneas entre los componentes de la atmósfera primitiva (metano, amoníaco, hidrógeno (H), vapor de agua), en la cual no estaba presente el oxígeno (O).
2. Para originar esas reacciones fue necesaria una gran cantidad de energía, que pudo obtenerse de las descargas eléctricas de las tormentas, de las intensas radiaciones ultravioletas del Sol y de las continuas erupciones volcánicas. Así se sintetizaron moléculas orgánicas simples.
3. El vapor de agua de la atmósfera se condensó al bajar la temperatura y se produjeron lluvias intensas y continuas que formaron los mares primitivos. Las moléculas orgánicas formadas llegaron a ellos. Estos mares debían de ser mucho más calientes y menos profundos que los actuales. Oparin los llamó «sopa» o «caldo primitivo».
4. Las moléculas orgánicas formadas se fueron uniendo y dieron lugar a moléculas más grandes. Algunas de ellas fueron futuros componentes de los seres vivos (polisacáridos, proteínas, etc.).
5. Las moléculas biológicas obtenidas se aislaron del medio acuático en el interior de estructuras llamadas coacervados. Este aislamiento no fue completo, sino que se producía un intercambio con moléculas del medio. Los coacervados más estables se mantuvieron, los menos estables desaparecieron.
6. Algunos de los coacervados estables se dividieron y originaron otros semejantes. Para ello, se sintetizaron en su interior moléculas con capacidad de autoduplicarse (ácidos nucleicos). Desde esta síntesis ya puede hablarse de un organismo, origen de todas las células (progenota).

Experimento de Miller

Stanley Miller, simulando las condiciones de la Tierra primitiva, mezcló gases como metano y amoníaco. El vapor de agua subía, pasaba por descargas eléctricas y, a través de un condensador, se obtenían moléculas orgánicas sencillas. Miller reprodujo en el laboratorio las condiciones de la atmósfera primitiva y obtuvo los compuestos orgánicos que dieron lugar a la vida.