domingo, 3 de noviembre de 2013

Origen de la vida






Teoria del Big Bang





La teoría del Big Bang o teoría de la gran explosión es un modelo científico que trata de explicar el origen del Universo y del sistema solar su desarrollo posterior a partir de una singularidad espaciotemporal. Técnicamente, este modelo se basa en una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general, llamados modelos de Friedmann- Lemaître - Robertson - Walker. El término "Big Bang" se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y la evolución del mismo.






Atmosfera primitiva




La composición de la atmosfera a través de miles de años no ha sido la misma; la atmósfera primitiva o caldo nutritivo estaba compuesta principalmente por gases como el metano, dióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua, además de hidrogeno y monóxido de carbono, estos dos últimos en muy pequeña proporciones con respecto a los mencionados inicialmente.


Algo de resaltar era la ausencia de Oxigeno, sin embargo hay autores que consideran que no era total, ellos exponen que por lo menos debía de existir una mínima parte de este gas, muy probablemente igual o menor que hidrogeno y dióxido de carbono, pero lo había.

Es muy importante tener clara esta visión, pues permitirá entender al día de hoy porque se están presentando los cambios climáticos y atmosféricos y cómo se afecta la vida de los organismos.


Antes de cualquier otra cosa es importante que se relacione el origen de la vida con múltiples fenómenos presentes en la atmosfera primitiva. Pues estará íntimamente relacionada con una de las capas de mayor interés en este curso la Troposfera.






Fuente de energia primitiva



La composición de la atmosfera a través de miles de años no ha sido la misma; la atmósfera primitiva o caldo nutritivo estaba compuesta principalmente por gases como el metano, dióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua, además de hidrogeno y monóxido de carbono, estos dos últimos en muy pequeña proporciones con respecto a los mencionados inicialmente.


Algo de resaltar era la ausencia de Oxigeno, sin embargo hay autores que consideran que no era total, ellos exponen que por lo menos debía de existir una mínima parte de este gas, muy probablemente igual o menor que hidrogeno y dióxido de carbono, pero lo había.


Es muy importante tener clara esta visión, pues permitirá entender al día de hoy porque se están presentando los cambios climáticos y atmosféricos y cómo se afecta la vida de los organismos.


Antes de cualquier otra cosa es importante que se relacione el origen de la vida con múltiples fenómenos presentes en la atmosfera primitiva. Pues estará íntimamente relacionada con una de las capas de mayor interés en este curso la Troposfera.






Fuente de energia primitiva
Desde la prehistoria, cuando la humanidad descubrió el fuego para calentarse y asar los alimentos, pasando por la Edad Media en la que construía molinos de viento para moler el trigo, hasta la época moderna en la que se puede obtener energía eléctrica fisionando el átomo, el hombre ha buscado incesantemente fuentes de energía de las que sacar algún provecho para nuestros días, que han sido los combustibles fósiles; por un lado el carbón para alimentar las máquinas de vapor industriales y de tracción ferrocarril así como los hogares, y por otro, el petróleo y sus derivados en la industria y el transporte (principalmente el automóvil), si bien éstas convivieron con aprovechamientos a menor escala de la energía eólica, hidráulica y la biomasa. Dicho modelo de desarrollo, sin embargo, está abocado al agotamiento de los recursos fósiles, sin posible reposición, pues serían necesarios períodos de millones de años para su formación.La búsqueda de fuentes de energía inagotables y el intento de los países industrializados de fortalecer sus economías nacionales reduciendo su dependencia de los combustibles fósiles, concentrados en territorios extranjeros tras la explotación y casi agotamiento de los recursos propios, les llevó a la adopción de la energía nuclear y en aquellos con suficientes recursos hídricos, al aprovechamiento hidráulico intensivo de sus cursos de agua.






Temperatura primitiva




Un equipo de investigadores de University of Florida, Foundation for Applied Molecular Evolution y de la compañía DNA2.0 consigue medir retrospectivamente la temperatura de la Tierra llegando a la conclusión de que el planeta pasó por un periodo frío entre hace 3500 y hace 500 millones de años. Para este cálculo se han valido de la reconstrucción de proteínas de bacterias.
El estudio de cómo se codifican las proteínas por los genes permite inferir información acerca de las condiciones medioambientales de la Tierra primitiva. Los genes evolucionan para que sus organismos portadores puedan adaptarse a las condiciones ambientales en las viven, cambiando en el proceso. Mediante la “resurrección” de estos genes extintos hace tiempo se consigue tener la oportunidad de analizar el ambiente que se grabó en su secuencia genética. Según los autores estos genes se comportan esencialmente como “fósiles dinámicos”.
En un trabajo anterior estos investigadores dedujeron que los océanos primitivos eran cálidos porque los seres que allí habitaban tenían proteínas estables a alta temperatura. Así que se propusieron estudiar mediante este sistema qué es lo que pasó después expandiendo la ventana temporal. Querían medir la temperatura de la Tierra en un periodo de miles de millones años para aprender más acerca de la vida en la Tierra durante el periodo Precámbrico. En lugar de tomar la ruta tradicional de analizar formaciones rocosas y medir isótopos en los fósiles optaron por hacer lo que mejor sabían: reconstrucción de proteínas.
Dicen haber analizado la estabilidad frente a la temperatura de las proteínas de los organismos que había por aquel entonces. Después de estudiar bases de datos genéticas los científicos dieron con una “mina de oro” para alcanzar su objetivo: una proteína denominada factor de elongación.
Este factor ayuda a las bacterias a formar otras proteínas a partir de los aminoácidos. Cada especie de bacteria tiene un factor de elongación ligeramente distinto. Así, las bacterias que viven en ambientes cálidos tienen un factor de elongación fuerte y elástico que pueda funcionar a alta temperaturas sin desnaturalizarse. Lo opuesto se da para las bacterias que viven en ambientes fríos.
Armados con esta información los investigadores reconstruyeron 32 factores de elongación de 16 especies primitivas. Mediante la comparación de la sensibilidad al calor de las proteínas obtenidas dedujeron cómo había cambiado la temperatura de la Tierra a lo largo del tiempo. Aunque la temperatura era cálida al principio, ésta decayó progresivamente 30 grados centígrados durante el periodo estudiado que va de hace 3500 a 500 millones de años.
Aunque el concepto de la resurrección de genes ancestrales fue propuesto hace más de 40 años, el desarrollo de la síntesis eficiente de genes que lo permitiera sólo está disponible desde hace poco tiempo. La síntesis genética permite una ruta directa desde una secuencia genética calculada a una proteína que pueda ser testada en el laboratorio.
Casi todas las bacterias están relacionadas genéticamente si nos desplazamos atrás en el tiempo. Incluso los organismos extremó filos que viven a alta temperatura están emparentados con otros que son muy sensibles a los cambios de temperatura. La clave está en determinar cuándo, durante la historia de la Tierra, surgió cada tipo de bacteria.
Los autores del estudio afirman que lo remarcable de sus resultados es que coinciden casi de manera idéntica sobre el mismo periodo de tiempo con los estudios geológicos que estiman la temperatura de los océanos terrestres. La convergencia de los resultados geológicos y biológicos muestra que el ambiente de la Tierra ha estado continuamente cambiando desde que surgió la vida y que precisamente la vida se ha ido adaptando a él para poder sobrevivir.




Gases primitivos




Después de haberse formado la Tierra, la atmósfera era muy diferente de la actual, y no contenía oxígeno libre, sino hidrógeno y compuestos hidrogenados como metano y amoniaco. La luz solar, los rayos y fuentes de calor como volcan

es y materiales radioactivos pudieron haber hecho reaccionar estos compuestos, produciendo otros más complejos, que disueltos con minerales en océanos primitivos, habrían dado origen a gotas coloidales ricas en polímeros –como proteínas y ácidos nucleicos– y posteriormente a los primeros seres vivOS







Caldo primitivo






El caldo primordial, también llamado primitivo, primario, de la vida, sopa primitiva,[1] prebiótica[2] o nutricia, entre otras denominaciones, es el punto central de la hipótesis más aceptada para la creación de la vida en nuestro planeta. El experimento se basa principalmente en reproducir en un lugar hermético las condiciones que se dieron en la tierra hace millones de años junto con el caldo primitivo, es decir, los elementos en las proporciones en las que se encontraban entonces. El líquido, rico en compuestos orgánicos, se compone de carbono, nitrógeno e hidrógeno mayoritariamente, expuesto a rayos ultravioletas y energía eléctrica. El resultado es que se generan unas estructuras simples de ARN, en su momento versión primitiva del ADN, base de las criaturas vivas. Parte de este resultado dio origen a la teoría dawkinsiana (que no darwiniana) de la evolución.




Volcanes primitivos




Los volcanes probablemente son la llave de los orígenes de la vida sobre nuestro planeta Escóndete. En Etiopía en el país del afars, se encuentra la montaña que fuma, el volcán Erta Alé. Este volcán es uno de los más asombrados del planeta porque alimenta un lago de lava fusión permanente, particularidad rarísima porque entre los 1500 volcanes en actividad, sólo Kilauea y Erebus, contienen un lago permanente de lava. Este fenómeno es una representación a pequeña escala, del tiempo y de espacio, de la tectónica de las placas litosfericas sobre nuestro globo. Nos permite ver cómo bajo el empuje del calor del centro de la Tierra, placas enfriadas, derivan hacia los bordes del lago para irse de nuevo en las profundidades terrestres. Es la imagen de la deriva de los continentes a la escala humana.
El resultado de la colisión de estos mini placas es la formación de las pequeñas montañas como esto pasa a la escala de la Tierra. La creación de estas placas representa el suelo sobre el cual vivimos.

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