Propietats, Origen i Evolució de la Vida

Les propietats de la vida

Autopoesi

Ser capaç d'autorenovar-se. Els éssers vius estan en contínua renovació.

Metabolisme

Conjunt de canvis químics i de consum d'energia que necessiten els éssers vius per incorporar i processar matèria i energia de l'entorn (automanteniment).

Reproducció

L'aparició d'un nou organisme que acumula tot el material genètic dels progenitors, requereix la intervenció de dos individus de la mateixa espècie.

Mutacions

Són errades que poden enriquir l'existència.

Evolució

La vida ha canviat des dels seus orígens. Només els que proporcionen una millor adaptació a les dificultats que l'entorn planteja són per la selecció natural.

Escenaris inicials de la vida

Louis Pasteur

L'any 1860, va demostrar la presència de microorganismes a l'aire i va desvetllar l'enigma de la generació espontània. Mai va acceptar les propostes de Charles Darwin ni que la vida s'hagués originat per causes naturals.

L'atmosfera i la hidrosfera primitives

Aleksandr Oparin

Va proposar la idea d'una evolució química gradual, des dels gasos que eren presents a l'atmosfera primitiva de la Terra fins a les primeres cèl·lules que s'haurien format als oceans.

John Haldane

Esbossà una teoria de l'origen de la vida que partia d'una atmosfera semblant a la d'Oparin.

Sopa primitiva

Aigües oceàniques de zones intermareals, enriquides en matèria orgànica, on s'haurien format les primeres estructures, encara no cel·lulars, amb capacitat per autoreplicar-se.

Harold Urey i Stanley Miller

Les propostes teòriques d'Oparin i Haldane van servir de base per dissenyar un experiment que demostrava la possibilitat de la síntesi de molècules orgàniques.

Les xemeneies hidrotermals dels fons marins

La descoberta de les xemeneies hidrotermals als fons marins va permetre proposar una nova hipòtesi: les molècules orgàniques senzilles i la seva unió per formar molècules més complexes s'haurien pogut produir a l'interior de cavitats de roques volcàniques formades a partir de les erupcions submarines.

L'espai exterior

Els meteorits i els cometes contenen substàncies orgàniques relacionades amb la vida. A partir d'aquesta demostració, alguns científics consideren que les molècules bàsiques de la vida arribessin de l'espai. D'altres, proposen que els meteorits haurien pogut transportar minúsculs éssers vius, semblants als bacteris.

Història de la vida

Els primers pobladors

Cèl·lula procariota: Molt petita, sense nucli i amb una estructura interna senzilla. Era heteròtrofa (obtenia matèria orgànica directament del medi) i tenia un metabolisme anaerobi (disposar d'energia en absència d'oxigen). Organismes autòtrofs: grup de procariotes que utilitzaven la llum (com a font energètica) i l'aigua. Eren avantpassats dels actuals cianobacteris (generat pel trencament de la molècula H2O durant la fotosíntesi). A partir d'aquests organismes es van desenvolupar les vies aeròbiques.

L'aparició dels eucariotes

Fa uns 1500 milions d'anys va aparèixer el Thermoplasma, que es va convertir en una simbiosi permanent. L'eucariota: resultat d'un nou model d'organització cel·lular. Els primers organismes eucariotes eren anaerobis.

La vida als mars i la colonització de la terra

Els primers éssers vius es van originar en ambients aquàtics, viure fora de l'aigua era perillós: la manca d'aigua, la gran intensitat de la llum. Alguns organismes unicel·lulars, fa 800 milions d'anys, van començar a colonitzar superfícies humides. Els primers organismes pluricel·lulars van aparèixer als ambients aquàtics, però, hi va haver una gran diversificació que va deixar molts fòssils.

Modificar la vida

L'enginyeria genètica

Consisteix en la manipulació i modificació de la informació genètica (DNA d'un ésser viu). Plasmidis: fragments de material genètic que tenen molts bacteris per intercanviar informació genètica. Hi ha virus, retrovirus, que el material genètic dels quals pot integrar-se en el DNA de la cèl·lula que infecta. També hi ha enzims de restricció, que són com una mena de tisores genètiques capaces de tallar segments de DNA en llocs precisos.

Els vegetals transgènics

Les cèl·lules d'algunes espècies regeneren fàcilment una planta sencera, de manera que els canvis genètics introduïts en aquestes cèl·lules poden passar a les de tota la planta, aquests canvis es transmeten a la descendència. L'enginyeria genètica aplicada a les plantes pretén aconseguir cultius amb més rendiment, controlar la maduració i conservació dels fruits.

Vida artificial

La síntesi artificial d'un cromosoma, tot i que representa un pas molt important, no significa que s'hagi aconseguit crear vida al laboratori.

El creacionisme

El cas Scopes o el judici del mico

A la dècada de 1920 es va aprovar la llei Butler (era il·legal que qualsevol professor expliqués cap teoria que negués la història de la creació tal com apareix a la Bíblia). John Scopes: jove, entrenador d'atletisme i professor de física a l'institut de Tennessee. Mai va fer classes actives d'evolució. El 1925, uns ciutadans locals van pensar que valia la pena desafiar la llei i proposaren a Scopes que acceptés ser denunciat per violar-la. I al mateix estiu es va celebrar un judici. Scopes va ser declarat culpable i condemnat a pagar.

El diluvi universal i el creacionisme científic

El diluvi universal és l'esdeveniment que sustenta l'argumentació del Gènesi, l'arca de Noè, escrit per Henry M. Morris: pare del creacionisme científic, la terra va ser creada per Déu poc abans del diluvi universal. La feina de Morris va fer un forat en la societat nord-americana: van dictar lleis que obligaven a les escoles a dedicar el mateix temps ensenyant la teoria de Darwin que les teories creacionistes. El 1987 van declarar anticonstitucionals aquestes lleis perquè els jutges van considerar que el seu objectiu era introduir l'ensenyament de la religió a les escoles públiques.

El disseny intel·ligent: l'analogia del rellotge

William Paley, aprofitant l'analogia del rellotge, va argumentar que els éssers vius presenten tants signes d'haver estat dissenyats.

L'evolucionisme

El lamarckisme

Jean-Baptiste-Pierre de Monet, va proposar una teoria segons la qual les transformacions que un individu aconsegueixi durant la seva vida es poden transmetre a la descendència:

• Necessitat d'adaptar-se: les característiques corporals dels animals i plantes també canvien per adaptar-se als canvis ambientals.
• Llei de l'ús i del desús: l'ús freqüent d'un òrgan el fortifica i s'engrandeix, en canvi, el desús d'un òrgan, el debilita i desapareix.
• Llei de l'herència dels caràcters adquirits: tot allò que la naturalesa ha fet adquirir o perdre als individus, és conservat en els individus descendents.

El lamarckisme és una teoria errònia.

El darwinisme

Charles Darwin va elaborar la teoria a través de les observacions del viatge com a naturalista independentment que en el mateix temps Wallace va arribar a conclusions molt semblants:

• Els individus d'una població no són tots iguals, sinó que mostren variacions.
• Algunes d'aquestes variacions es transmeten als descendents.
• Lluita per l'existència: els individus han de superar les condicions que els imposa el medi per sobreviure i reproduir-se.
• Adaptacions: Els individus que sobreviuen i es reprodueixen són els més aptes, els que presenten les variacions més favorables.
• La selecció natural: entesa com la reproducció i la supervivència dels individus més aptes, acumulació de característiques favorables al cap de moltes generacions. Aquests canvis són els responsables de l'aparició de noves espècies diferents de les que han originat.

Les evidències de l'evolució

La paleontologia: els fòssils

Els fòssils són restes d'organismes d'altres temps que s'han preservat en les roques de l'escorça per causes naturals.

Formes de transició:

• Ichthyostega: peixos i primers amfibis.
• Archaeopteryx: dinosaures i aus.

L'anatomia i l'embriologia

Òrgans homòlegs: òrgans amb funcions diferents però amb una estructura anatòmica que denota un origen comú. L'observació dels embrions de grups d'animals molt diferents en estat adult revela encara més l'origen comú dels òrgans homòlegs.

La gran semblança dels embrions, especialment en les primeres fases del desenvolupament embrionari, permet suposar l'existència d'avantpassats comuns.

La biologia molecular

El material genètic dels components moleculars dels éssers vius és el DNA, tots sintetitzen les proteïnes del seu cos a partir dels 20 aminoàcids. El codi genètic, que regula la traducció de la informació codificada en el DNA a proteïnes, és la mateixa en tots els éssers vius. La semblança entre el nostre DNA i el del ximpanzé és del 98,7%.

L'evolució del darwinisme

El neodarwinisme

Teoria neodarwinista o teoria sintètica:

• Els gens són els elements determinants dels caràcters hereditaris, les mutacions són la causa de la variabilitat.
• La selecció natural actua sobre la variabilitat i és responsable de l'evolució gradual de les espècies.
• L'espècie és el conjunt d'individus morfològicament semblants, capaços de reproduir-se entre si i d'originar descendència fèrtil. El conjunt d'organismes d'una mateixa espècie constitueixen una població.
• L'aïllament d'una part de la població és també un factor clau en l'especiació.

L'equilibri puntual

Teoria que sosté que les discontinuïtats del registre fòssil són el reflex del ritme real de l'evolució. Hi ha llargs períodes d'estabilitat o equilibri, seguit de breus períodes de crisi ambiental i canvis molt ràpids, puntuacions, durant els quals apareixen noves espècies.

La simbiogènesi

Des que es van formar espècies diferents, amb diferents capacitats d'adaptació ambiental, es va establir la possibilitat de viure plegats i col·laborar en la lluita per l'existència, la supervivència i la persistència. El 1960, Lynn Margulis va definir la simbiogènesi com el procés d'origen d'espècies per associació d'espècies diferents, no per diferenciació gradual o puntuada.