ASTROBIOLOGIA: PLANETAS Y VIDA Reflexiones sobre el origen de la vida y la abundancia de la vida en el cosmos. David Jou

Transcripción

1 ASTROBIOLOGIA: PLANETAS Y VIDA Reflexiones sobre el origen de la vida y la abundancia de la vida en el cosmos David Jou

2 SÍNTESIS DE LOS TEMAS ANTERIORES Cosmos: inmensidad, condición necesaria para la existencia Sintonización fina de las constantes físicas, condición necesaria para la vida Cerebro: inmensidad interior, condición necesaria para la conciencia Capacidad de conocimiento de las leyes del universo

3 ASTROBIOLOGÍA Combina estudios sobre: Sistemas planetarios Atmósferas planetarias Origen de la vida Biología sintética Evolución de la vida Preguntándose por: Condiciones para la existencia de vida Abundancia de vida Localizar y estudiar vida

4 PROBABILIDAD DE VIDA EN EL UNIVERSO? DE BRUNO A DRAKE Fórmula de Drake (1960), proyecto SETI Probabilidad de que haya planetas habitados en nuestra galaxia = (Estrellas/año) X P X Duración de la vida vida P = Probabilidad de estrellas acogedoras X probabilidad de planetas habitables Vida unicelular?, vida inteligente?, civilización tecnológica?

5 CONDICIONES ESTELARES Nuevas estrellas/año = 6 Procesos de formación de estrellas Estrellas simples (1/2) Masa adecuada (0,9-1,2 Msol) (1/100) Distancia adecuada al centro galáctico (1/3) Probabilidad conjunta 1/600

6 OBSERVACIÓN SISTEMAS EXOSOLARES (100 SISTEMAS, 600 PLANETAS)

7 CONDICIONES PLANETARIAS Masa adecuada (1/30) Distancia adecuada a la estrella (1/25) Rotación e inclinación adecuadas (1/20) Campo magnético adecuado Probabilidad 1/ Probabilidad conjunta estrella X planeta = 1/9 millones

8 PLANETAS CON VIDA? Probabilidad de aparición de vida? ½? Vida unicelular millones años Planetas con vida, actualmente, 2700 Vida inteligente años Planetas con vida inteligente, 2 o 3?

9 EXCEPCIONALIDAD DE LA TIERRA? ESTABILIZACIÓN LUNA? APARICIÓN FOTOSÍNTESIS?

10 QUÉ ES LA VIDA? La sabríamos reconocer? Metabolismo, autoregulación,reproducción Podría haber otros tipos de vida? (papel del agua, del C) Biología sintética, minimal life, artificial life, origen de la vida conocida? Hay un camino único hacia la vida?

11 ORIGEN DE LA VIDA? Creación divina 1860 Pasteur: no generación espontánea 1890 Arrhenius: panspermia 1924 Oparin: caldo primitivo 1940 Bernal: arcillas 1953 Miller: aminoácidos 1960 Oró: adenina 1966 Cairns-Smith: arcillas 1976 fuentes hidrotermales 1980 Wächterschäuser: pirita 1982 Cech i Altmann: RNA

12 FORMACIÓN DE PROTEÍNAS?

13 FORMACIÓN DE NUCLEÓTIDOS, DE ADN?

14 Proteínas necesitan DNA, DNA necesita proteínas Woese y Orgel (1968): mundo de RNA RNA, más simple Hace falta RNA para hacer DNA RNA actividad enzimática Pero no se ha logrado RNA artificialmente: molécula complicada EL MUNDO DE RNA

15 SUBSTRATOS INORGÀNICOS? Bernal (1940), Cairns-Smith (1960): arcillas? Aumento de concentración Información conservada en apilamiento de capas Wächterhäuser (1988): formación de pirita (FeS 2 ) a partir de CO 2, FeS i H 2 S; ritmo y energía; quiralidad Después, los enzimas y el DNA habrían ganado y liderarían la evolución

16 ORIGEN DEL CÓDIGO GENÈTICO?

17 MEMBRANAS, METABOLISMO Qué hay antes: membranas, o moléculas autoreplicativas? Bombas iónicas (H, ATPasa), tan universales como el DNA Acoplamiento a pigmentos fotosensibles Experimentos: crecimiento membrana, duplicación Información, metabolismo y membrana

18 OTRAS VÍAS ACTUALES: MINIMAL LIFE, SYNTHETIC BIOLOGY Búsqueda del genoma mínimo para que haya vida Fabricación artificial del genoma mínimo Genes + metabolismo + compartimento No restringido a materiales actuales (tpna, thioester peptide nucleic acids) 2009: Mycoplasmagenitalium, Venter Institute Jack Szostack (PN 2009) Mass, Pier Luigi Luisi, Zürich

19 EVOLUCIÓN = REPRODUCCIÓN CON VARIACIONES + SELECCIÓN NATURAL Mutaciones Duplicaciones genes Trasposiciones, inversiones Duplicación genoma Deriva genética Organización genoma

20 ALGUNOS GRANDES HITOS DE LA EVOLUCIÓN Cèlula procariòtica 3800 Ma Fotosíntesis 2700 Ma Cèlula eucariótica 2600 Ma Organismos pluricelulares 1000 Ma Órganos, sentidos, sistema nervioso

21 ALGUNOS GRANDES HITOS DE LA Tierra y aire 540 Ma Insectos 380 Ma, anfibios 370 Ma, mamíferos 200 Ma Sistema nervioso, cervell, inteligencia y lenguaje Complejidad: diferenciación, división, colaboración EVOLUCIÓN

22 EVOLUCIÓN SISTEMA NERVIOSO Etapas principales: Medusas, gusanos Caracoles Insectos (hace Ma) Peces, anfibios Reptiles (hace Ma, sistema reptiliano) Mamíferos (hace Ma, sistema límbico) Primates (hace 50 Ma,neocórtex) Humanos (hace 2 Ma, neocórtex frontal)

23 EXTINCIONES EN MASA Desapareció hasta un 90 % de las especies Hace 440 Ma, 365 Ma, 245 Ma, 210 Ma, 65 Ma Causas: volcanes, meteoritos, glaciaciones Azar no biológico Cómo habría sido la vida en la Tierra sin las extinciones? Cómo es la vida en otros planetas?

24 EVOLUCIÓN? CREACIÓN? Visión cristiana: universo creado por Dios de la nada y por amor, con un sentido y una finalidad: existencia de seres capaces de captar ese amor, vivirlo con intensidad, y alcanzar con él una mejora de la vida de los otros y una plenitud más allá de los tiempos. Dificultad para llegar a ese objetivo: fuerza del mal, que no tendrá, sin embargo, la última palabra Visión darwinista extrapolando la ciencia darwiniana : universo sin sentido ni finalidad, la vida es un producto casual de la materia, la razón es un producto casual del azar, la muerte pondrá fin a toda vida y toda finalidad.

25 ORDEN? AZAR? Hay algún orden en esta serie? 3, Número π Simuladores informáticos de números aleatorios son algoritmos deterministas muy sofisticados

26 EVOLUCIÓN, CREACIÓN Evolución como dinamismo del mundo creado (algoritmo genético de la mente divina?) La estructura de las leyes físicas, conduce a la existencia de vida, de vida inteligente?

27 REFLEXIONES SOBRE LA ACCIÓN DIVINA Ruptura del determinismo: actualiza potencialitades indeterminadas Multiplicidad de soluciones: abre nuevas possibilidades Emergencia: tendencia a organización creciente Entorno: información sobre sentido, orienta la acción voluntaria humana