Fonaments de Biologia: Evolució i Quiralitat

1. La quiralitat: una propietat fonamental

La quiralitat és la propietat per la qual la imatge especular d'un objecte no es pot superposar (com la mà dreta i l'esquerra). Les molècules amb quatre parts diferents tenen dues formes (dreta i esquerra). La natura només n'utilitza una: les proteïnes fan servir la forma L (esquerra), i l'ADN i els sucres fan servir la forma D (dreta). Quan es sintetitzen al laboratori, surten barrejades totes dues. Un exemple és la talidomida: una forma curava les nàusees i l'altra deformava els fetus.

2. L'evolució química i les fonts hidrotermals

Oparin va proposar la teoria de la sopa primordial, afirmant que l'atmosfera primitiva contenia hidrogen, metà, amoníac i vapor d'aigua. Amb les descàrregues elèctriques i la calor, es van formar molècules orgàniques que es van acumular als oceans (sopa prebiòtica). D'allà van sorgir els coacervats, que van ser el pas previ a les primeres cèl·lules. Les fonts hidrotermals suggereixen que la vida va començar al fons del mar, on sortia aigua calenta i es formaven membranes de sulfur de ferro.

3. L'experiment de Stanley Miller i Urey

Miller va simular la Terra primitiva amb gasos (metà, amoníac, hidrogen, vapor d'aigua) i hi va aplicar descàrregues elèctriques. Al cap d'uns dies va trobar aminoàcids, que són els components de les proteïnes. Va demostrar que es poden formar molècules orgàniques sense vida prèvia.

4. De la generació espontània a la hipòtesi Gaia

La generació espontània deia que els éssers vius naixien de matèria morta. Pasteur la va refutar amb l'experiment del "coll de cigne" i va demostrar que "tot ésser viu ve d'un altre ésser viu". La panspèrmia diu que la vida va arribar a la Terra des de l'espai, en meteorits o cometes, una idea defensada per Arrhenius i Crick. La hipòtesi Gaia diu que la Terra és com un organisme viu que s'autoregula per mantenir l'equilibri; la va proposar Lovelock i la recolza Margulis.

5. Teories sobre el canvi de les espècies

El creacionisme diu que Déu va crear totes les espècies. El fixisme afirma que les espècies no canvien mai. El catastrofisme (Cuvier) sosté que hi ha hagut catàstrofes que han extingit espècies i després Déu n'ha creat de noves. El transformisme diu que les espècies canvien; Lamarck va dir que la funció crea l'òrgan i que els canvis adquirits s'hereten, però això era un error. L'actualisme diu que els processos naturals que veiem avui (com l'erosió, els volcans o els terratrèmols) són els mateixos que van actuar en el passat.

6. Espècie, població i classificació humana

Una espècie és un grup d'individus que es poden creuar entre ells i tenir descendència fèrtil. Una població és el conjunt d'individus de la mateixa espècie. Linné va inventar el sistema de nomenclatura binomial en llatí; els humans som Homo sapiens. Linné va dividir els humans en quatre races, però actualment se sap que genèticament les races no tenen sentit perquè les diferències són individuals.

7. La diferenciació entre espècies

Dos individus pertanyen a espècies diferents quan han acumulat tantes diferències genètiques que no poden tenir fills, o si en tenen, els fills són estèrils. Un exemple és la mula, que és filla de l'ase i l'euga però no pot tenir descendència.

8. Proves de l'evolució: òrgans i adaptació

• Òrgans anàlegs: Tenen la mateixa funció però origen diferent (ex: ales d'insecte i d'ocell). Són fruit de l'evolució convergent.
• Òrgans homòlegs: Tenen el mateix origen però funció diferent (ex: braç humà i ala d'ocell). Són fruit de l'evolució divergent.
• Òrgans vestigials: Aquells que abans servien però ara ja no (com l'apèndix).

L'adaptació és el procés pel qual els organismes resolen els problemes del medi per sobreviure millor. Per a Darwin, adaptar-se és, en última instància, tenir descendència.

9. Coacervats i estromatòlits

Els coacervats són agregats de molècules que es van formar a la sopa prebiòtica. Oparin els va anomenar protobionts i van ser els precursors de les primeres cèl·lules. Els estromatòlits són estructures de pedra que formen les colònies de cianobacteris (bacteris fotosintètics). Creixen molt a poc a poc: 1 centímetre cada 10 anys.