La receta de la vida: de 90 elementos químicos naturales, solo alrededor de 20 forman parte de los seres vivos. No hay ningún tipo de relación entre la composición de la corteza terrestre y la del cuerpo humano. La materia viva está constituida básicamente por hidrógeno (98%), oxígeno y carbono.

El Agua: Molécula Clave para la Vida

El agua es un disolvente universal y es necesaria porque facilita que las reacciones químicas se produzcan a una velocidad suficientemente elevada.

El Carbono: Base de la Diversidad Molecular

Con un número de oxidación IV, el carbono puede formar cuatro enlaces. Esto permite la formación de cadenas muy largas y la constitución de miles de compuestos diferentes (lípidos, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos).

Energía para la Vida: Autótrofos y Heterótrofos

Los seres vivos necesitamos energía a partir de reacciones químicas en las que interviene la materia orgánica. Esta materia orgánica se genera principalmente a partir de la fotosíntesis. Según cómo se obtiene esta materia orgánica, los seres vivos se clasifican en:

• Autótrofos: Transforman la materia inorgánica en orgánica con ayuda de la energía solar.
• Heterótrofos: Se nutren de la materia orgánica previamente elaborada por organismos autótrofos.

Definición y Características de la Vida

Los antiguos asociaban el movimiento autónomo a la vida. Aristóteles consideraba la existencia de la vida condicionada por un alma. Para él, había un mundo vivo con alma y un mundo material sin alma.

Mecanicismo vs. Vitalismo

• Mecanicistas: Veían a los seres vivos sin diferencia de las máquinas.
• Vitalistas: Consideraban la existencia de un “impulso vital”, una fuerza inmaterial pero no sobrenatural, como distintivo de los seres vivos respecto del mundo físico.

Características Fundamentales de la Vida

• Constituidos por células.
• Células rodeadas por membranas que las separan del exterior.
• Cada célula se nutre, se reproduce y se relaciona con el exterior.
• La estructura molecular fundamental son las proteínas, que se forman de acuerdo con las instrucciones contenidas en los ácidos nucleicos.
• La principal propiedad de los organismos es la capacidad de reproducirse, ya sea individualmente o en parejas (reproducción sexual).
• Hay organismos que no se reproducen, pero todos los organismos proceden de la reproducción.

Primeros Organismos y Condiciones Primitivas de la Tierra

La Tierra primitiva era una esfera caliente y totalmente irradiada por radiaciones ionizantes. Sin embargo, a diferencia del Sol, que está constituido básicamente por hidrógeno y helio, en esta Tierra primitiva ya abundaban elementos químicos que fueron los “ingredientes de la vida”, como calcio, magnesio, hierro, etc. En esta situación, estos elementos, sometidos a la radiación cósmica, se pudieron recombinar de miles de maneras diferentes, generando moléculas más complejas. Por un camino evolutivo irrepetible, una mezcla adecuada de moléculas generó la primera célula, propiedad de una materia nueva: la vida. Estos primeros organismos debían ser muy semejantes a las arqueas (que encontramos en lugares muy inhóspitos, como fosas marinas, zonas de erupción volcánica e incluso en lugares tan fríos como la Antártida).

Origen del Agua y el Carbono

• Agua: La hipótesis más aceptada es que el agua proviene del exterior, por impacto de asteroides. No provendría de la condensación, ya que la Tierra se encontraba en una órbita muy cercana al Sol y, por tanto, a una temperatura elevada.
• Carbono: Inicialmente, la Tierra no era excesivamente rica en carbono. El origen del carbono se debe buscar en el interior de la Tierra, de donde ha salido a través de erupciones volcánicas. Ha sido asimilado por los seres vivos. Este carbono, en las erupciones, sale en forma de dióxido de carbono.

El Escenario de la Vida

• Interior de la Tierra: Muy caliente.
• Planeta oceánico: Volcanismo submarino (en la boca de este volcanismo aparecieron los primeros organismos, que asimilaron el carbono del dióxido de carbono).
• Atmósfera: Era una atmósfera sin oxígeno, no había ozono (la capa de ozono hace de filtro de la radiación ultravioleta, perjudicial para los seres vivos).

Generación Espontánea y Abiogénesis

Desde Aristóteles hasta el siglo XIX, la idea predominante era que algunos seres vivos surgían de manera espontánea. La abiogénesis era fácilmente contestable con las observaciones. A finales del siglo XVII se inventa el microscopio. De entrada, podríamos pensar que esto echaría por tierra la abiogénesis, pero lo que hace es reforzarla aún más.

Datación del Origen de la Vida

Se han encontrado rocas sedimentarias con presencia de carbonatos enriquecidos con carbono-12 (el isótopo más usual en la naturaleza) en Groenlandia, con una antigüedad de 3850 millones de años. Se admite que la vida apareció hace unos 4000 millones de años.

Teorías de la Evolución

Lamarckismo

Cuando el ambiente donde vive una especie se modifica, los individuos varían sus hábitos o su anatomía para adaptarse al nuevo medio. Los órganos que necesitan más se refuerzan con el uso, mientras que desaparecen o se reducen los órganos poco o nada utilizados. La función crea el órgano. Los cambios se transmiten a la descendencia. Las especies se transforman y perfeccionan.

Errores del Lamarckismo: Creó un nombre de especies originales que se habrían ido transformando hasta las actuales. No hay un proceso único de evolución, sino procesos independientes. Las especies no desaparecen, sino que se transforman en otras.

Darwinismo

Darwin y Alfred Wallace, ambos naturalistas, observaron las mismas cosas y expusieron las mismas ideas. Darwin propuso hacer una expedición conjunta.

Teoría de la Evolución de Darwin: La idea de la teoría moderna de la evolución es la selección natural. En cualquier hábitat hay una gran variedad de especies, y dentro de cada especie, una gran variedad de individuos. La falta de alimentos para todos los individuos en un hábitat hace que solo los más fuertes sobrevivan. Con el paso del tiempo, las especies se transforman en otras mejor adaptadas para la existencia.

Teoría Sintética de la Evolución

Las diferencias que se observan entre diferentes poblaciones, o las que surgen, son debidas a las frecuencias de los genes: mutaciones, recombinación genética, migraciones, etc. La teoría sintética de la evolución combina:

• Teoría de la Evolución
• Genética de Mendel
• Avances en biología, zoología, paleontología y citología

Radiaciones Evolutivas y Extinciones

• Radiaciones evolutivas:
  • Competencia entre especies → Desaparición de especies → Disminución del número de especies.
  • Formación de continentes → Creación de nuevos hábitats → Aparición de especies → Aumento del número de especies.

Pruebas de la Evolución

Actualmente se cree que existen 50 millones de especies, de las cuales tenemos catalogadas un 10% (unos 2 millones de especies). Todas tienen antepasados comunes.

• Pruebas biológicas: Disposición de la estructura de los huesos y órganos vestigiales. Adaptación de una misma anatomía, de un antepasado común, a usos diferentes. Todos los organismos vivos tienen el mismo sistema de transmisión de la información: ADN.
• Pruebas paleontológicas: Se han clasificado del orden de 3.000.000 de fósiles diferentes de 2.000 millones de años. 1 de cada 7.000 permite ver la evolución de las especies.
• Pruebas moleculares: Se basan en la observación de las mutaciones entre dos especies para poder averiguar su parentesco.

Extinciones Masivas

• Hace 250 millones de años: Volcanismo intenso (provocó un calentamiento de la atmósfera; al aumentar la temperatura, causó una disminución del oxígeno disuelto en el agua, anoxia).
• Hace 65 millones de años: Caída de un asteroide (formación de una gran nube de polvo, bloqueo de la radiación solar y de la actividad fotosintética).

Evolución Humana y Pensamiento Simbólico

Difícilmente podemos diferenciar si una célula muscular pertenece a una persona o a un ratón. Hace 6 millones de años se produjo el origen de la especie humana. Pasamos de vivir en zonas salvajes (bosques) a obtener nuevos alimentos.

Pensamiento simbólico: Los animales, como los bebés, no son capaces de poner nombre a las cosas de su entorno. En cambio, los humanos adultos y actuales vivimos en un mundo de símbolos. El nombre de las cosas no deja de ser símbolos. El lenguaje humano es un sistema de sonidos, gestos… El cerebro humano puede adaptarse a cualquier situación.