Actividad de aprendizaje El origen de la vida. Teoría química.

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1 Actividad de aprendizaje El origen de la vida. Teoría química. Nombre: Grupo: Fecha Introducción (La elabora el alumno) La historia de la vida en nuestro planeta pretende narrar los procesos por los cuales los organismos vivos han evolucionado, desde su origen, hace entre 3800 y 3500 millones de años, hasta la gran diversidad y complejidad biológica actual. Las condiciones de la Tierra primitiva eran muy distintas de la actual. En el origen terrestre, la evolución de la atmosfera, la litosfera y la hidrosfera formaron un ambiente fisicoquímico que permitió el surgimiento de los primeros sistemas vivientes, diferentes a los que conocemos en la actualidad. Así, la atmósfera primitiva era parecida en sus componentes a la nebulosa solar que originó nuestro sistema solar. Dicha atmósfera fue sustituida por otra diferente gracias al vulcanismo intenso de aquellas épocas, de tal modo que se propone que en su composición abundaban el metano (CH4), el amoniaco (NH4), el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua (H2O), y otros gases. No obstante, carecía de oxígeno (O2) libre. Estos hechos, aunados a otros fenómenos como el enfriamiento y solidificación de la corteza terrestre y la formación de los océanos, en ese tiempo poco profundos y sin la salinidad actual, conformaron el escenario apropiado y aportaron los materiales y la energía necesaria para el surgimiento de las primeras formas de vida. Aunque la materia viviente se caracteriza por incorporar en su estructura una gran cantidad de compuestos orgánicos, se consideraba la posibilidad de que dichos compuestos fueran sintetizados abióticamente. Entonces, el problema a resolver, consistió en determinar la condiciones en que dicha síntesis se podía haber realizado. Entre los investigadores interesados en estudiar el origen de la vida destacan Haldane, y el más conocido, Oparin, cuyas investigaciones fueron respaldadas por Miller y Urey en 1935, al sentar las bases experimentales que dieron soporte a la teoría del origen de la vida a partir de síntesis abiótica de compuestos orgánicos. Esta teoría propone como posibilidad los siguientes procesos: los compuestos de la atmósfera secundaria, CO2, NH4, CH4, H2O, entre otros, en presencia de diferentes fuentes y tipos de energía, -UV, cósmica, eléctrica, ondas de choque, etc.-, reaccionaron entre sí para producir nuevos compuestos, relativamente sencillos, como aminoácidos, bases nitrogenadas, nucleótidos, alcoholes, cetonas, etc., que se transportaron y depositaron por distintos medios hasta los océanos primitivos. Dicha acumulación dio origen a la conocida sopa primigenia o sopa primitiva. Los compuestos atmosféricos y los de la sopa, continuaron reaccionando gracias al continuo aporte de energía; y a través del tiempo (millones de años), dieron paso a la formación y acumulación de nuevos compuestos cada vez más complejos, que al continuar en interacción mutua dieron paso a los sistemas moleculares, algunos de ellos se acumulaban en pequeñas 1

2 charcas y lagos someros. Posiblemente estos pequeños sistemas tuvieron las condiciones fisicoquímicas adecuadas para la formación de la biomoléculas. Esta constante interacción molecular, se supone que permitió el autoensamble de los sistemas polimoleculares con separación de fases, o protobiontes, que son estructuras consideradas entidades clave en la frontera de los sistemas vivientes y los abióticos. Representantes de estas estructuras son los coacervados, los proteinoides, los sulfobios y los colpoides. En esta etapa protobionte, la secuencia de eventos que condujo a la formación de los eubiontes o eucitos, fueron: i) el aumento de la capacidad para mantener una composición química determinada; ii) el mejoramiento de los sistemas para interaccionar con el medio; y, iii) la capacidad de producir individuos nuevos. Como teoría, esta propuesta responde a algunas situaciones como la función de las fuentes de energía, la composición de la atmósfera secundaria libre de oxígeno y por lo tanto la falta de un escudo protector de radiación UV. Sin embargo, aun existen dudas razonables a resolver; por qué los sistemas vivientes usan solo uno de los isómeros de los compuestos químicos: D en carbohidratos, L en aminoácidos. Con base en esta lectura y con tus conocimientos, resuelve el siguiente ejercicio que representa un modelo para explicar los eventos evolutivos que dieron origen a la vida en la Tierra. Objetivos Identificar una de las explicaciones que se han propuesto para el origen de la vida. Plantear una secuencia lógica acerca de los acontecimientos que propone la teoría quimiosintética del origen de la vida. Material y métodos Hoja de datos: textos Hoja de figuras Conformar equipos de trabajo de 3 a 4 integrantes. De ser posible, plantear una hipótesis acerca del tema, que se pueda comprobar con este trabajo. Primera parte. Contesta las siguientes preguntas 1. Menciona las condiciones de la Tierra primitiva en términos de: Fuentes de energía: Compuestos simples: 2. Qué diferencia existe entre la síntesis abiótica y la síntesis biótica? 3. Qué es un sistema polimolecular con separación de fases? 2

3 Segunda parte. El material que se incluye en esta actividad se conforma por una serie de figuras y de párrafos numerados. En ambos casos se describen diversos momentos del proceso de la síntesis prebiótica (evolución química), de las biomoléculas que antecedieron a la aparición de la vida en la Tierra. Con ambas (figuras y textos), propón una secuencia lógica para explicar el origen de la vida en la Tierra, pegando las figuras con sus respectivos textos en hojas blancas. Compara la secuencia que propone tu equipo, con las del resto del grupo y por consenso decidan cual es la más correcta. Modificado de: González, P. A Biología molecular y celular. Material para la enseñanza activa de la biología. Trillas. México. 3

4 ANEXO 1. Figuras 4

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8 Anexo 2. Textos 8