lunes, 3 de junio de 2013

Hipótesis hidrotermal

Hipótesis hidrotermal

En 1977 el oceanógrafo John B. Corliss descubrió manantiales submarinos de agua caliente (a casi 400°C) en el fondo oceánico, con complejos ecosistemas asociados a ellos. En lo que se consideraba una región fría, oscura y desolada, Corliss descubrió vida independiente del Sol.
Esto le hizo pensar que las condiciones del fondo oceánico podrían ser mejores para originar la vida que las de la atmósfera primitiva. Michael Russell, investigando el posible origen del organismo vivo más simple, ha postulado que la vida surgió en estos manantiales termales submarinos, ricos en H2S y Fe, que precipitan como sulfuro de hierro (FeS) y forman chimeneas de espuma sólida, cuyos huecos pudieron servir de armazón que favoreció el desarrollo de las membranas celulares.

Teoría de la panspermia

Teoría de la panspermia

Origen cósmico
¿Pudo generarse la vida en el espacio exterior? La teoría de la panspermia plantea el origen cósmico de la vida. Es posible que la vida se originara en algún lugar del universo y llegase a la Tierra en restos de cometas y meteoritos. Recupera una vieja idea de Anaxágoras, enunciada en la antigua Grecia del s. VI a.C.


El máximo defensor de la panspermia, el sueco Svante Arrhenius, cree que una especie de esporas o bacterias viajan por el espacio y pueden "sembrar" vida si encuentran las condiciones adecuadas. Viajan en fragmentos rocosos y en el polvo estelar, impulsadas por la radiación de las estrellas.

Hace 4.500 millones de años, la Tierra primitiva era bombardeada por restos planetarios del joven Sistema Solar, meteoritos, cometas y asteroides. La lluvia cósmica duró millones de años. Los cometas, meteoritos y el polvo estelar contienen materia orgánica. Las moléculas orgánicas son comunes en las zonas del Sistema Solar exterior, que es de donde provienen los cometas. También en las zonas interestelares. Se formaron al mismo tiempo que el Sistema Solar, y aún hoy viajan por el espacio.

Pero, ¿resistirían unas bacterias las condiciones extremas de un viaje interplanetario? Condiciones extremas de temperatura, radiación cósmica, aceleración, y sobrevivir el tiempo suficiente para llegar a otro planeta. Por no hablar de la entrada en la atmósfera. Los expertos creen que sí.
Asteroides, ¿semillas de vida?
La vida bacteriana es la más resistente que se conoce. Se han reanimado bacterias que estuvieron bajo el hielo ártico durante decenas de miles de años. Bacterias llevadas a la Luna en 1967 por la Surveyor 3 se reanimaron al traerlas de vuelta tres años más tarde. Y si un meteorito fuera lo suficientemente grande, la elevada temperatura que alcanza al entrar en la atmósfera no afectaría a su núcleo.

La teoría de la panspermia cobró fuerza hace unos años cuando, al analizar el meteorito marciano ALH 84001, aparecieron bacterias fosilizadas de hace millones de años. Aunque no podemos saber con certeza si ya estaban allí cuando impactó contra la Tierra. También en el meteorito Murchison se hallaron muestras de las moléculas precursoras del ADN.
Materia orgánica en cometas
La panspermia tiene dos versiones. Para la panspermia dirigida, la vida se propaga por el universo mediante bacterias muy resistentes que viajan a bordo de cometas. La panspermia molecular cree que lo que viaja por el espacio no son bacterias sino moléculas orgánicas complejas. Al aterrizar en la Tierra se combinaron con el caldo primordial de aminoácidos e iniciaron las reacciones químicas que dieron lugar a la vida. La hipótesis de la panspermia es posible, aunque no necesaria para explicar el origen de la vida sobre la Tierra.

Si la panspermia es correcta, en estos momentos las semillas de la vida continuarían viajando por el espacio y la vida podría estar sembrándose en algún otro lugar del Cosmos.

Identifica las teorías actuales que explican el origen de las primeras células

Teoría de la síntesis abiótica

Teoría de la Síntesis Abiótica Muchas personas se han preguntado a lo largo de la historia sobre la creación de lo que nos rodea, así que podremos encontrar muchas teorías sobre cómo surgió todo lo que hoy conocemos. En esta ocasión se habla sobre la teoría de Oparin-Haldane y sobre algunos científicos que, con sus experimentos, apoyaron a la síntesis abiótica: Stanley Miller y Harold C. Urey, Juan Oro, Sydney W. Fox y Alfonso L. Herrera.

Experimento de Miller y Urey

El experimento de Miller y Urey1 2 representa la primera comprobación de que se pueden formar espontáneamente moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicassimples en condiciones ambientales adecuadas.3 4 Fue llevado a cabo en 1952 por Stanley Miller y Harold Clayton Urey en la Universidad de Chicago. El experimento fue clave para apoyar la teoría del caldo primordial en el origen de la vida.5 6
Según este experimento la síntesis de compuestos orgánicos, como los aminoácidos, debió ser fácil en la Tierra primitiva. Otros investigadores –siguiendo este procedimiento y variando el tipo y las cantidades de las sustancias que reaccionan- han producido algunos componentes simples de los ácidos nucleicos y hasta ATP[cita requerida].
Esta experiencia abrió una nueva rama de la biología, la exobiología. Desde entonces, los nuevos conocimientos sobre el ADN y el ARN. Condiciones prebióticas en otros planetas y el anuncio de posibles fósiles bacterianos encontrados en meteoritos provenientes de Marte (como el ALH 84001), han renovado la cuestión del origen de la vida.

La historia del experimento 

Es muy importante saber que estos dos hombres comprobaron El Experimento de Oparin y además comprobaron que no era falso, En 19535 Stanley L. Miller , estudiante de la Universidad de California. Le propuso a su director Harold Urey, realizar un experimento para contrarestar la hipótesis de Alexander Oparin y J. B. S. Haldane según la cual en las condiciones de la Tierra primitiva se habían producido reacciones químicas que condujeron a la formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente originaron las primeras formas de vida. Urey pensaba que los resultados no serían concluyentes pero finalmente aceptó la propuesta de Miller. Diseñaron un aparato en el que simularon algunas condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva.


Sistema Precelular 

Los sistemas precelulares mas conocidos como Coacervados propuestos por Oparín-Haldane se trata de un sistema formado por una molécula orgánica del Caldo primigenio rodeada de una membrana plasmática con propiedades selectivas, es decir, una membrana con la facultad de seleccionar sustancias del medio externo para su ingreso dentro de la misma, con Permeabilidad de tipo activa ( con gasto de energía ) y pasiva ( sin gasto de energía), con enzimas y sistemas multienzimáticos dentro de la misma para la degradación de la materia incorporada en energía, pero carentes de organelos subcelulares y de ácidos nucleicos ( ADN / ARN ) para la Transcripción y traducción en la síntesis de proteínas y para la Transmisión de caracteres biológicos hereditarios. Por esta razón los Coacervados son llamados Sistemas Precelulares porque se cree que de ellos por evolución bioquímica originaron los 1º organismos unicelulares procariotas.
Las células primitivas que aparecierosn fueros las uncelulares Procariotas, células carentes de una verdadera organización nuclear en donde falta totalmente la Envoltura Nuclear o Carioteca , de esta manera el material genético del organismos representado por una sola molécula de ADN circular esta mezclado con los componentes citoplasmáticos.
Las 1º células fueron procariontes, Heterótrofas y anaerobias, procariontes por no poseer la envoltura nuclear y carecer de sistemas membranosos internos o sistemas de endomembranas ( exclusivo de las eucariotas), heterótrofas porque obtenían la energía química de la Glucólisis anaerobia de las moléculas orgánicas existentes en el caldo primigenio y Anaerobias porque sus enzimas y sistemas enzimáticos no podían utilizar el O2 para la degradación o Combustión biológica. Luego aparecieron por evolución de ellas las Procariotas Autótrofas y anaerobias, con características semejantes pero con la facultad de utilizar la luz y otras sustancias inorgánicas para la síntesis de sus propios alimentos orgánicos, luego las heterótrofas aerobias y las Fotótrofas Aerobias con la cual las condiciones de la atmósfera primitiva hiban cambiando pulatinamente, es decir, por acumulación de O2 proveniente de la fotosíntesis oxigénica la atmósfera oxidante pasó a ser reductora.

Teoría Celular

La teoría celular es una parte fundamental y relevante de la Biología que explica la constitución de la materia viva a base de células y el papel que éstas tienen en la constitución de la vida.
Varios científicos postularon numerosos principios para darle una estructura adecuada:
  • Robert Hooke, observó una muestra de corcho bajo el microscopio, Hooke no vio células tal y como las conocemos actualmente, él observó que el corcho estaba formado por una serie de celdillas de color transparente, ordenadas de manera semejante a las celdas de una colmena; para referirse a cada una de estas celdas, él utiliza la palabra célula.
  • Anton Van Leeuwenhoek, usando microscopios simples, realizó observaciones sentando las bases de la morfología microscópica. Fue el primero en realizar importantes descubrimientos con microscopios fabricados por sí mismo. Desde 1674 hasta su muerte realizó numerosos descubrimientos. Introdujo mejoras en la fabricación de microscopios y fue el precursor de la biología experimental, la biología celular y la microbiología.
  • A finales del siglo XVIII, Xavier Bichat, da la primera definición de tejido (un conjunto de células con forma y función semejantes). Más adelante, en 1819, Meyer le dará el nombre de Histología a un libro de Bichat titulado “Anatomía general aplicada a la Fisiología y a la Medicina”.
  • Dos científicos alemanes, Theodor Schwannhistólogo y fisiólogo, y Jakob Schleidenbotánico, se percataron de cierta comunidad fundamental en la estructura microscópica de animales y plantas, en particular la presencia de centros o núcleos, que el botánico británico Robert Brown había descrito recientemente (1831). Publicaron juntos la obra Investigaciones microscópicas sobre la concordancia de la estructura y el crecimiento de las plantas y los animales (1839) . Asentaron el primer y segundo principio de la teoría celular histórica: "Todo en los seres vivos está formado por células o productos secretados por las células" y "La célula es la unidad básica de organización de la vida".
  • Otro alemán, el médico Rudolf Virchow, interesado en la especificidad celular de la patología (sólo algunas clases de células parecen implicadas en cada enfermedad) explicó lo que debemos considerar el tercer principio: '"Toda célula se ha originado a partir de otra célula, por división de ésta".
  • Ahora estamos en condiciones de añadir que la división es por bipartición, porque a pesar de ciertas apariencias, la división es siempre, en el fondo, binaria. El principio lo popularizó Virchow en la forma de un aforismo creado por François Vincent Raspail«omnis cellula e cellula». Virchow terminó con las especulaciones que hacían descender la célula de un hipotético blastema. Su postulado, que implica la continuidad de las estirpes celulares, está en el origen de la observación por August Weismann de la existencia de una línea germinal, a través de la cual se establece en animales (incluido el hombre) la continuidad entre padres e hijos y, por lo tanto, del concepto moderno de herencia biológica.
  • La teoría celular fue debatida a lo largo del siglo XIX, pero fue Pasteur el que, con sus experimentos sobre la multiplicación de los microorganismos unicelulares, dio lugar a su aceptación rotunda y definitiva.
  • Santiago Ramón y Cajal logró unificar todos los tejidos del cuerpo en la teoría celular, al demostrar que el tejido nervioso está formado por células. Su teoría, denominada “neuronismo” o “doctrina de la neurona”, explicaba el sistema nervioso como un conglomerado de unidades independientes. Pudo demostrarlo gracias a las técnicas de tinción de su contemporáneo Camillo Golgi, quien perfeccionó la observación de células mediante el empleo de nitrato de plata, logrando identificar una de las células nerviosas. Cajal y Golgi recibieron por ello el premio Nobel en 1906.
El concepto moderno de la Teoría Celular se puede resumir en los siguientes principios:
  1. Todos los seres vivos están formados por células o por sus productos de secreción. La célula es la unidad estructural de la materia viva, y una célula puede ser suficiente para constituir un organismo.
  2. Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. Cada célula es un sistema abierto, que intercambia materia y energía con su medio. En una célula caben todas las funciones vitales, de manera que basta una célula para tener un ser vivo (que será un ser vivo unicelular). Así pues, la célula es la unidad fisiológica de la vida.
  3. Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas (Omnis cellula ex cellula1 ). Es la unidad de origen de todos los seres vivos.
  4. Cada célula contiene toda la información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y del desarrollo y el funcionamiento de un organismo de su especie, así como para la transmisión de esa información a la siguiente generación celular. Así que la célula también es la unidad genética.

Identifica a la célula como componente básico y fundamental de todos los seres vivos.


Micrografía al microscopio electrónico de barrido de células de Escherichia coli.
Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, "hueco")1 es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.2 De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.
La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales,3 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de lainformación genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquella de generación en generación.4
La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años (giga-años o Ga.).5 6 nota 1 Se han encontrado evidencias muy fuertes de formas de vida unicelulares fosilizadas en microestructuras en rocas de la formación Strelley Pool, en Australia Occidental, con una antigüedad de 3,4 Ga. Se trataría de los fósiles de células más antiguos encontrados hasta la fecha. Evidencias adicionales muestran que su metabolismosería anaerobio y basado en el sulfuro.7
Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características).