Elementos Esenciales y Evolución de los Seres Vivos

Características Fundamentales de los Seres Vivos

Todos los seres vivos comparten características esenciales: poseen una organización interna compleja, son capaces de reproducirse y requieren energía para llevar a cabo sus funciones vitales.

Composición Química de la Materia Viva

Los elementos que constituyen la materia viva son principalmente:

• Carbono (C)
• Hidrógeno (H)
• Oxígeno (O)

El Hidrógeno y el Oxígeno se encuentran fundamentalmente formando agua ($ ext{H}_2 ext{O}$).

El Papel Crucial del Agua

En los seres vivos se producen reacciones químicas continuamente, y para que estas se lleven a cabo necesitan un disolvente: el $ ext{H}_2 ext{O}$. Por ello, el agua es fundamental para la vida, constituyendo una gran parte de la masa de los organismos.

El Átomo de Carbono: Base de la Vida Orgánica

El átomo de Carbono puede formar cuatro enlaces, lo que le permite dar lugar a muchas y muy distintas moléculas, incluidas cadenas muy largas. El carbono formará moléculas esenciales para la vida: los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. El carbono es fundamental en la molécula del ADN.

Elementos Traza Esenciales

El resto de elementos se encuentran en cantidades muy reducidas, pero son indispensables para la supervivencia:

• Sin hierro no podríamos fabricar la hemoglobina de nuestra sangre.
• Sin selenio nuestro hígado dejaría de funcionar correctamente.
• El azufre es el principal componente del pelo y las uñas.
• Sin potasio los impulsos nerviosos se interrumpirían.

Metabolismo y Obtención de Energía

La vida necesita energía, la cual se obtiene a partir de reacciones químicas en las que interviene materia orgánica. Esta materia orgánica es fabricada, en gran medida, mediante el proceso de fotosíntesis.

Para que la materia orgánica sintetizada en la fotosíntesis (principalmente glúcidos) produzca energía, se realiza el proceso de respiración celular.

Tipos de Nutrición

Los organismos se pueden clasificar según su forma de obtener materia y energía:

• Autótrofos: Fabrican materia orgánica a partir de materia inorgánica y energía solar.
• Heterótrofos: Se nutren de materia orgánica previamente elaborada por los organismos autótrofos.

La mayor parte de los seres vivos utilizan el oxígeno para obtener energía. Sin embargo, algunos tipos de bacterias pueden obtenerla a partir de reacciones con otros elementos; son los organismos quimiosintéticos.

Origen Terrestre de los Componentes Vitales

• Carbono: El carbono terrestre provino del interior de la Tierra, donde se acumuló durante la formación de nuestro planeta.
• Agua: Según la hipótesis más aceptada, el agua fue traída por asteroides cuyas órbitas se encuentran más allá de la de Marte.

Escenarios Primitivos para el Surgimiento de la Vida

Un Interior Muy Caliente

Existía un vulcanismo muy intenso, casi todo submarino, ya que los continentes aún no se habían formado. Muchos organismos primitivos vivían en aguas muy calientes, ricas en materiales disueltos, sin necesidad de la luz solar.

Una Atmósfera Densa sin Oxígeno en un Planeta Oceánico

La vida no hubiera prosperado de no estar protegida bajo un espesor de agua, puesto que la protoatmósfera carecía de oxígeno y ozono, elementos necesarios para proteger la superficie del planeta de los mortíferos rayos ultravioleta (UVA).

Conceptos Actuales sobre el Origen de la Vida

Hipótesis Metabólica

Pequeñas moléculas sencillas se aislaron del medio y se rodearon de una membrana, iniciando una serie de procesos químicos de complejidad creciente hasta que la unidad pudo reproducirse.

Mundo ARN

Algunos bioquímicos proponen que las moléculas de ARN, surgidas al azar y capaces de replicarse mediante mutaciones, comenzaron la cadena de la evolución.

La Evidencia de la Evolución Biológica

Existen tres tipos principales de pruebas que apoyan la teoría de la evolución:

Pruebas Biológicas (Anatomía Comparada y Bioquímica)

Se basan en el estudio de los organismos actuales. La disposición y estructura de los huesos y los órganos vestigiales (partes del cuerpo sin utilidad aparente en la especie actual) en animales diferentes sugieren adaptaciones a partir de una anatomía ancestral común. La prueba definitiva reside en que todos los organismos vivos poseen el mismo sistema de transmisión de la información (ADN) y comparten las mismas proteínas y reacciones químicas.

Pruebas Paleontológicas (Fósiles)

Se observan a través de las series evolutivas y las formas intermedias encontradas en el registro fósil.

Pruebas Moleculares (Variación del ADN)

Se basan en la superposición de las mutaciones (cambios en los genes), las cuales ocurren a un ritmo relativamente constante. Al contar las diferencias en los genes entre dos especies o grupos, es posible estimar su parentesco y el momento de su separación evolutiva.

Definición de Especie

Una especie se define como el conjunto de organismos capaces de reproducirse entre sí y que tienen descendencia fértil.