L'Evolució de la Vida: Origen, Teories i Evolució Humana

Composició Atòmica: Escorça Terrestre i Cos Humà

• Escorça Terrestre (% àtoms): O (47), Si (28), Al (7,9), Fe (4,5), Ca (3,5), Na (2,5), H (0,22)
• Cos Humà (% àtoms): H (63), O (25,5), C (9,5), N (1,4), Ca (0,3), P (0,2), K (0,06)

Experiment de Miller (1953): Origen de la Vida

Aconsegueix la fabricació de matèria orgànica simulant les condicions que es pensava que tenia l'atmosfera primitiva.

Molècules inorgàniques senzilles (CO₂, H₂O, NH₃, CH₄) + Energia (llamps) → Molècules orgàniques

Síntesi de Matèria Orgànica en Fumaroles Hidrotermals

A les mostres de l'experiment es troba matèria orgànica. Un altre lloc on es pot produir aquesta 'fabricació' de matèria orgànica a partir de molècules inorgàniques són les fumaroles hidrotermals.

Molècules inorgàniques + Energia (temperatura alta) → Matèria orgànica

Els Primers Organismes Vius i el Món de l'ARN

Un organisme viu és un element que consumeix energia i carboni, i fabrica còpies d'ell mateix. Un organisme necessita:

• 'Màquines' per funcionar (fetes amb proteïnes).
• Instruccions per fabricar còpies (guardades a l'ADN).

Els primers organismes vius estaven formats per ARN perquè l'ARN és capaç de complir ambdues funcions:

• Actuar com a 'màquina' (tot i que no tan bé com les proteïnes).
• Guardar instruccions de muntatge (tot i que no tan bé com l'ADN).

Aquests primers organismes van evolucionar i van sintetitzar els especialistes: les proteïnes i l'ADN.

Quan Apareixen els Primers Organismes?

Evidència Isotòpica del Carboni

Isòtops del Carboni (Z=6): ¹²C (6 neutrons), ¹³C (7 neutrons), ¹⁴C (8 neutrons).

El CO₂ atmosfèric conté aproximadament 99% de ¹²C i 1% de ¹³C.

Les roques carbonitzades de fa 3850 milions d'anys mostren una concentració de ¹²C superior al 99%.

Això és una prova de vida, ja que alguns processos dels organismes vius utilitzen només ¹²C i rebutgen el ¹³C.

Datació de Mostres Antigues: Semidesintegració

El període de semidesintegració ($T_{1/2}$) és el temps que triga a desintegrar-se la meitat dels àtoms radioactius presents en una mostra.

Proves de l'Evolució Biològica

• Proves Biològiques: Basades en els organismes vius actuals. Exemples: Òrgans vestigials. Tots compartim el mateix mecanisme bioquímic (ADN, proteïnes).
• Proves Paleontològiques: Basades en organismes desapareguts (fòssils). L'aparició de les diferents espècies és progressiva.

Nota sobre l'aparició/desaparició: desapareixen dinosaures → desapareixen mamífers → desapareixen dinosaures → desapareixen peixos

Proves Moleculars

Els organismes que semblen similars físicament (per exemple, mamífers entre ells o insectes entre ells) tenen similituds paral·leles en l'ADN.

Teories de l'Evolució (o No)

Teoria de Cuvier: El Catastrofisme

Principis del segle XIX. Cuvier era especialista en anatomia comparada. Considerava un fet que totes les peces de l'esquelet estan harmonitzades entre elles; per tant, no es pot modificar un os d'un esquelet perquè l'animal no seria viable.

Explica els fòssils mitjançant catàstrofes que han passat durant la història de la Terra, seguides de noves creacions.

Teoria de Lamarck: Herència dels Caràcters Adquirits

Principis del segle XIX. Lamarck proposa que contínuament s'estan generant organismes senzills nous. Aquests organismes tendeixen a la complicació; per tant, els organismes complicats actuals ho són perquè van començar fa temps, i els organismes actuals senzills han començat fa poc.

L'evolució era provocada pels organismes segons la seva manera de viure (ús i desús).

Exemple de la girafa: Les girafes tenen el coll llarg perquè els avantpassats (que el tenien curt) estiraven el coll per menjar-se les fulles altes. Aquest esforç provocava un augment de la longitud del coll, i aquest augment l'heretaven els descendents.

La Teoria de Darwin i el Neodarwinisme

Observacions Clau de Darwin

• Els descendents s'assemblen als pares, però no són exactament iguals (ni als pares ni entre ells).
• No tots els individus arriben a l'edat adulta i es reprodueixen.

El Mecanisme de la Selecció Natural

Si alguna de les diferències entre individus provoca que arribin amb més facilitat a l'edat reproductiva, aquesta característica augmentarà en la població (selecció natural).

Neodarwinisme (Síntesi Moderna)

Darwin no va poder explicar l'origen de les variacions. Al segle XX, amb el descobriment de la genètica, les mutacions de l'ADN justifiquen l'aparició de variants.

La síntesi del Darwinisme + Genètica = Neodarwinisme.

L'Extinció del Cretaci-Terciari (K-T)

Es va produir fa 65 milions d'anys, marcant la transició del Cretaci al Terciari (límit K-T).

Es produeix per la caiguda d'un meteorit. La prova d'aquesta caiguda és que, en el límit K-T, hi ha a tota la Terra una capa d'argila amb una concentració molt alta d'iridi (un metall relativament abundant als meteorits i escàs a l'escorça terrestre).

Radiació Evolutiva

Es produeix després d'extincions massives. Queden molts nínxols ecològics buits que són ocupats pels supervivents.

Exemple: Després de l'extinció dels dinosaures, els mamífers evolucionen ràpidament i ocupen els "espais buits".

Evolució Humana: Hominids

L'evolució es pot esquematitzar així:

• Avantpassat Comú → Ximpanzé
• Avantpassat Comú → Homo Sapiens

Factors clau: Intel·ligència i capacitat cranial.

Australopithecus (Aprox. 4 milions d'anys)

• Locomoció bípede.
• Capacitat craniana una mica més gran que la dels ximpanzés actuals.
• Alimentació vegetariana.

Homo Habilis (2,3 - 1,4 milions d'anys)

• Capacitat craniana més gran que l'Australopithecus.
• Utilitza eines de pedra per trencar ossos i tallar carn.
• És carronyaire; accedeix amb les eines al moll dels ossos.

Homo Ergaster (1,8 milions d'anys)

• Capacitat craniana més gran que l'Habilis.
• Fabrica eines de caça: llances i destrals.
• Utilitza el foc a partir d'incendis naturals (el manté, però no és capaç d'encendre'l).
• És la primera espècie d'Homo que surt d'Àfrica. S'estenen cap a Àsia; els emigrats a Àsia evolucionen a Homo Erectus (arriba fins a Java).

Homo Antecessor (Aprox. 1 milió d'anys)

Evoluciona a partir de l'Homo Ergaster que va quedar a Àfrica. Augmenta la capacitat craniana i fabrica eines més sofisticades.

També emigra, però cap a Europa. L'emigrant a Europa evoluciona cap a Homo Neanderthalensis; el que queda a Àfrica evoluciona cap a Homo Sapiens.

Homo Neanderthalensis (230.000 - 23.000 anys)

• És una espècie europea.
• Té una capacitat craniana molt gran (aprox. 1500 cm³).
• Eren més baixos i més robustos que nosaltres.
• Ja és capaç d'encendre el foc.
• Caçador.
• Està en discussió si parlaven o no.

Homo Sapiens (130.000 - 150.000 anys)

Apareix fa aproximadament 130.000-150.000 anys a Àfrica. Capacitat craniana aproximada: 1400 cm³.

Fa 80.000 anys, surten d'Àfrica.