TEMA 3 EL ORIGEN DE LA VIDA Y EL SER HUMANO 2011 2

TEMA 3 EL ORIGEN DE LA VIDA Y DEL SER HUMANO: 

TEMA 3 EL ORIGEN DE LA VIDA Y DEL SER HUMANO

contenidos: 

contenidos Composición química de los seres vivos ( la receta de la vida) El origen de la vida. La evolución y las pruebas. Teorías evolutivas. Extinciones. El origen del ser humano.

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¿Qué es un ser vivo? ¿Qué diferencia hay entre una roca y un champiñón? ¿Un ser vivo tiene los mismos compuestos que los minerales? CARACTERÍSTICAS GENERALES SERES VIVOS.

CARACTERÍSTICAS GENERALES SERES VIVOS.: 

CARACTERÍSTICAS GENERALES SERES VIVOS. Su composición es diferente: Roca Champiñón BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS SI SI ORGÁNICAS NO SI

CARACTERÍSTICAS GENERALES SERES VIVOS.: 

CARACTERÍSTICAS GENERALES SERES VIVOS.

Características de los seres vivos: 

Características de los seres vivos Están formados por biomoléculas orgánicas. Están formados por células. Son capaces de reproducirse. Necesitan energía para realizar las funciones vitales.

1. LA RECETA DE LA VIDA (CHON): 

1. LA RECETA DE LA VIDA (CHON) De los 90 elementos, 20 forman parte de los seres vivos. Los principales elementos son: CHON El agua y el carbono constituyen el 98% de nuestro organismo.

AGUA:BUEN DISOLVENTE: 

AGUA:BUEN DISOLVENTE Se considera imprescindible para la vida. Es necesaria para la realización de todas las reacciones metabólicas del organismo, ya que es un buen disolvente .

LA ESTRUCTURA DEL CARBONO: 

LA ESTRUCTURA DEL CARBONO Puede formar 4 enlaces que dan lugar a moléculas muy diferentes. Entre ellas : Glúcidos Lípidos Proteínas (junto con nitrógeno) Ácidos nucléicos

3. EL ORIGEN DE LA VIDA: 

3. EL ORIGEN DE LA VIDA 3.1 ¿DE DÓNDE PROCEDE EL CARBONO? Del interior terrestre donde se acumuló en la formación de la Tierra. El CO2 emitido por los volcanes es asimilado por los organismos vivos.

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3.2 ¿DE DÓNDE PROCEDE EL AGUA? No hay acuerdo entre científicos. Hipótesis más aceptada: La trajeron asteroides con órbitas más lejanas que las de Marte. ¿Y esto por qué? Porque el agua no pudo condensarse a tan elevadas temperaturas cerca del Sol.

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El origen de la vida Creación de Adán (Miguel Ángel, Capilla Sixtina)

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Estas preguntas han estado en la mente humana desde nuestro mismo origen. Las religiones, la filosofía y la ciencia han compartido estas inquietudes. ¿Cómo hemos surgido nosotros? ¿Cómo han surgido los seres vivos que nos rodean? ¿Cómo se originó la vida? ¿Te has hecho preguntas como estas?

UN ESCENARIO PARA LA VIDA: 

UN ESCENARIO PARA LA VIDA Características de la Tierra primitiva en la que surge la vida. - Su atmósfera, protoatmósfera, era muy diferente a la actual. Tendría gran cantidad de dióxido de carbono, metano y vapor de agua. No tenía oxígeno. - Las radiaciones ultravioletas llegaban a la superficie terrestre. - El interior de la Tierra estaba muy caliente (vulcanismo submarino intenso) - Se encontraba sometida a bombardeo de asteroides (ambiente poco estable.

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3.3 UN ESCENARIO PARA LA VIDA ¿Cómo era la Tierra en la que surgió la vida? La hipótesis más aceptada: en los fondos marinos: Un interior muy caliente . Vulcanismo intenso submarino (no se habían formado los continentes). Se conocen bacterias que viven en aguas cálidas con minerales disueltos sin necesitar energía solar (Arqueas): pudieron ser los primeros seres vivos. Una atmósfera densa sin oxígeno en un planeta oceánico . En la atmósfera primitiva no había oxígeno y por tanto No había ozono para proteger a los organismos de los UV. Esta función la realizó el espesor de agua.

¿Cómo sabemos que no había oxígeno en la atmósfera primitiva?: 

¿Cómo sabemos que no había oxígeno en la atmósfera primitiva? Cuando aparece el oxígeno en la atmósfera aparecen variedades oxidadas de minerales. Como podemos saber la edad de las rocas, podemos saber cuándo apareció el oxígeno en la atmósfera: Hace unos 2.400 m.a .

La aparición del oxígeno.: 

La aparición del oxígeno. El cambio ambiental más importante de la hª de la Tierra lo produjeron las cianobacterias hace 2.400 m.a . al producir O 2 y transformar la atmósfera. Posteriormente se formó la capa de ozono (O 3 ), que permitió la salida de la vida del agua al protegerla de los rayos UV,

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA: 

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA GENERACIÓN ESPONTÁNEA. PANSPERMIA. SÍNTESIS PREBIÓTICA. HUMEROS NEGROS.

GENERACIÓN ESPONTÁNEA.: 

GENERACIÓN ESPONTÁNEA.

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La idea de la generación espontánea de los seres vivos, que ya enunció Aristóteles hace 2000 años, perduró durante mucho tiempo. Aristóteles El origen de la vida

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Estas ideas que hoy día nos parecen tan extrañas o incluso cómicas, se basaban en observaciones como esta: si dejamos, por ejemplo, trozos de carne, al cabo de unos días “salen gusanos”. Esos gusanos aparecerían ahí solos, espontáneamente. El origen de la vida Controversia entre generación espontánea y biogénesis

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En 1667, el médico Jan B. van Helmont propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones: El origen de la vida Controversia entre generación espontánea y biogénesis

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Reflexiona Francesco Redi, un médico italiano, realizó en el siglo XVII el siguiente experimento: Aparecen gusanos Frasco abierto Carne Carne Carne Frasco tapado con una gasa Frasco cerrado herméticamente No aparecen gusanos Aquí aparecen huevos de mosca ¿Qué conclusión sacas de este experimento?

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Mosca (adulto) Larva de la mosca (“gusano”) Reflexiona Como habrás podido deducir del resultado obtenido por Redi en su experimento, los gusanos sólo aparecen en la carne si entra en contacto con las moscas, que depositan en ella los huevos a partir de los cuales se desarrollan las larvas, que son los “gusanos”. Son varias las especies de moscas cuyas larvas pueden alimentarse de carne. Lucilia caesar Sarcophaga carnaria Calliphora vomitoria Musca domestica Con este sencillo experimento Redi demostró que la vida sólo puede surgir de vida preexistente.

PANSPERMIA: 

PANSPERMIA Panspermia: propone la creación de la vida fuera de la Tierra y su dispersión por el universo en meteoritos y cometas.

PANSPERMIA: 

PANSPERMIA A FAVOR: Se han encontrado meteoritos compuestos de carbono. Algunas bacterias pueden vivir durante mucho tiempo en el espacio.

PANSPERMIA: 

PANSPERMIA En contra: No se han encontrado células en los meteoritos. Las altas temperaturas alcanzadas por los meteoritos en la entrada a la atmósfera destruirían la vida..

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA: 

TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA GENERACIÓN ESPONTÁNEA. PANSPERMIA. SÍNTESIS PREBIÓTICA. HUMEROS NEGROS.

Síntesis prebiótica: 

Síntesis prebiótica

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Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane John Burton S. Haldane (1892 - 1964) Aleksandr Ivanovich Oparin (1894 - 1980) Los dos científicos enunciaron esta teoría simultáneamente. Esta teoría se basa en las condiciones físico-químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida.

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Haldane Oparin En nuestro planeta no había oxígeno libre en la atmósfera, pero sí sustancias como el hidrógeno, el metano, el vapor de agua y el amoniaco. Existían, además, unas altas temperaturas, provenientes de la actividad volcánica, las radiaciones solares y las descargas eléctricas producidas por las frecuentes tormentas. Las condiciones eran distintas a las actuales Teoría del origen físico-químico de la vida: Oparin y Haldane

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Haldane Oparin En estas condiciones, aparecieron en un mar - que era una “ sopa primitiva ” - las primeras moléculas orgánicas que lograban autoreplicarse. Posteriormente, estas moléculas se rodearon de unas envolturas y originaron los organismos más primitivos, los protobiontes . Cuando estos evolucionaron dieron lugar a los eubiontes , que ya eran células con vida. Miller Pero… ¿habría alguna manera de comprobarlo?

3.4 UN EXPERIMENTO HISTÓRICO: 

3.4 UN EXPERIMENTO HISTÓRICO ¿Cómo se transforma la materia inerte en vida? Stanley Miller en 1953 demostró la hipótesis de Oparín , que se puede sintetizar materia orgánica a partir de inorgánica. Experimento: Recreó las condiciones primitivas de la Tierra. Sintetizó aminoácidos a partir de amoniaco, vapor de agua y metano sometiéndolo a descargas eléctricas. Fallo: probablemente en la atmósfera primitiva no hubo metano, y que la sopa primitiva era más diluida.

Humeros negros: 

Humeros negros Chimeneas hidrotermales submarinas ( húmeros negros). Lugares en los que emanan gases volcánicos a 300ºC, situados en las proximidades de las dorsales submarinas . En ellos proliferan los organismos más primitivos que se conocen, unas bacterias capaces de soportar altas temperaturas (bacterias termófilas). En estos lugares existen gases precursores disueltos , procedentes de erupciones volcánicas, como el metano, el amoniaco y el dióxido de carbono , temperaturas superiores a 200 ºC y cavidades cerradas en las que sería posible la formación de una sopa primitiva más concentrada.

Vida en chimeneas hidrotermales submarinas (metabolismo quimiosintético): 

Vida en chimeneas hidrotermales submarinas (metabolismo quimiosintético)

Mundo de arn: 

Mundo de arn Propone que fue el ARN la primera molécula que tuvo la capacidad de replicarse y a continuación se formaría la membrana. Se basa en la capacidad catalítica del ARN. Después sería sustituida por el ADN que era una molécula más estable.

Diversidad metabólica a lo largo de la evolución biológica: 

Diversidad metabólica a lo largo de la evolución biológica

La evolución y las pruebas.: 

La evolución y las pruebas. La evolución es la modificación gradual, continua e irreversible de los seres vivos a lo largo de su historia, en su relación con el medio y otros seres vivos y como consecuencia de mecanismos selectivos.

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Pruebas de la evolución Pruebas anatómicas Pruebas paleontológicas Pruebas bioquímicas

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Pruebas de la evolución PRUEBAS ANATÓMICAS Se basan en el estudio comparado de la morfología de los órganos de seres vivos. .

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Los órganos ANÁLOGOS son aquellos que tienen distinto origen evolutivo y embrionario, tienen diferente estructura interna, pero presentan una forma aparentemente semejante y realizan la misma función. Estos machos de Lucanus cervus (ciervo volante), usan sus “cuernos” (mandíbulas muy desarrolladas) para combatir entre ellos. Son ejemplos de órganos ANÁLOGOS Ala de murciélago Ala de insecto Son ejemplos de órganos ANÁLOGOS Los ciervos macho también combaten con sus cuernos

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Los órganos ANÁLOGOS representan un fenómeno llamado CONVERGENCIA ADAPTATIVA, por el cual los seres vivos repiten fórmulas y diseños que han tenido éxito para adaptarse al mismo medio.

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ÓRGANOS HOMÓLOGOS. Observa detenidamente estos dibujos de extremidades anteriores de vertebrados:

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Los órganos HOMÓLOGOS son aquellos que tienen un mismo origen evolutivo y embrionario, con una estructura interna semejante,pero distinta apariencia externa y diferente función, fruto de diversas modificaciones adaptativas a distintos hábitats. Ejemplos: Humano Gato Ballena Murciélago

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Los órganos HOMÓLOGOS representan la DIVERGENCIA ADAPTATIVA, por la cual los seres vivos modelan sus órganos según su modo de vida, el ambiente en que están, etc.

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Los ÓRGANOS VESTIGIALES s on órganos rudimentarios, atrofiados, que indican que los seres vivos que los poseen están emparentados con aquellos en los que este órgano este órgano es necesario. Revelan un pasado evolutivo. Fémur Cintura pélvica Por ejemplo, los cetáceos (ballenas, delfines…) conservan vestigios (“restos”) del fémur y de la cintura pelviana. La explicación es que tuvieron un antepasado mamífero terrestre. Su adaptación al medio acuático les llevó a perder las extremidades posteriores, pero quedan “restos”.

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El kiwi y el cormorán de las Islas Galápagos tienen alas vestigiales. Con ellas ya no pueden volar. El cóccix son pequeñas vértebras fusionadas. Es el vestigio de un pasado evolutivo con cola.

PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS.: 

PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS. Se basan en el estudio de los fósiles. Los fósiles de restos de seres vivos o de su actividad que han quedado en las rocas.

Pruebas paleontológicas: 

Pruebas paleontológicas FÓSILES TRANSiCIÓN . Son fósiles con rasgos morfológicos intermedios entre dos organismos (ancestro y descendiente). Archaeropterix

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Fósil de Archaeopteryx Reconstrucciones del Archaeopteryx

Pruebas paleontológicas: 

Pruebas paleontológicas FÓSILES TRANSICIÓN. Son fósiles con rasgos morfológicos intermedios entre dos (ancestro y descendiente). Tiktaalik

Pruebas paleontológicas: 

Pruebas paleontológicas FÓSILES TRANSICIÓN. Son fósiles con rasgos morfológicos intermedios entre dos (ancestro y descendiente).

4.3 PRUEBAS MOLECULARES: 

4.3 PRUEBAS MOLECULARES Se basa en que las mutaciones suceden a ritmo constante. Se comparan las diferencias entre los genes de diferentes organismos, encontrando así parentescos evolutivos. El 99% de los genes del ratón también están presentes en el ser humano. Hay un 98,5% de similitud entre el ADN humano y el del chimpancé. Esto indica que procedemos de un mismo antecesor

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INICIO ESQUEMA RECURSOS INTERNET Pruebas bioquímicas de la evolución SALIR ANTERIOR El chimpancé es la especie con la que la especie humana tiene mayor coincidencia genética Cuanto más relacionados estén los seres vivos el parecido de sus moléculas será mayor.

5. CÓMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN: 

5. CÓMO EXPLICAMOS LA EVOLUCIÓN Especie: Conjunto de organismos capaces de reproducirse entre sí y que tienen descendencia fértil. ¿Cómo se evoluciona de una especie a otra? Selección natural.

ESPECIE Y ESPECIACIÓN.: 

ESPECIE Y ESPECIACIÓN. Equus asinus Equus caballus ¿Son de la misma especie?

Teorias evolutivas: 

Teorias evolutivas Teorías no evolutivas: Fijismo y Catastrofismo. Teorías evolutivas. Lamarkismo. Darwinismo. Neodarwinismo.

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1. El Fijismo las especies son inmutables Linneo s. XVIII Según el fijismo, los seres vivos son formas inalterables, siendo hoy tal y como fueron diseñadas desde su comienzo. Se basaba en la interpretación de la Biblia .

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¿Cómo aparecen las especies? El catastrofismo Padre de: La Paleontología Ciencia que estudia los fósiles Cuvier s. XVIII-XIX Surgió para explicar el descubrimiento de fósiles ( restos de seres vivos que ya no existen ) En el pasado se habían producido catástrofes que provocaron extinciones , tras las cuales se producían nuevas creaciones . La última de esas catástrofes fué el diluvio universal de Noé . Cuvier, padre de la paleontología propuso esta teoría .

catastrofismo: 

catastrofismo

transfomismo: 

transfomismo La enunció LAMARCK Se produce un cambio ambiental Esto provoca el uso o el desuso de órganos (la función hace el órgano). Los caracteres desarrollados se heredan (FALSO).

Darwinismo. Selección natural: 

Darwinismo. Selección natural Su teoría se basó: El viaje en el Beagle alrededor del mundo. La lectura de Lyell ( cambios graduales) y del Malthus (supervivencia del más apto). De su experiencia como criador y la selección artificial.

Darwinismo. Selección natural: 

Darwinismo. Selección natural Existen variaciones en los seres vivos. Nacen más individuos que los que pueden sobrevivir=competencia. Lucha por la superviviencia. Supervivencia del más apto.

DARWINISMO Y GENÉTICA: 

DARWINISMO Y GENÉTICA Posterior a Darwin se describió el mecanismo de la herencia de los caracteres paternos y maternos, y cómo se mezclan en la reproducción sexual. Los factores determinantes de la herencia son los genes . Genética: Campo de la biología que estudia los genes y la herencia biológica. La variabilidad en los genes es la base de la selección natural. El darwinismo primitivo+genética= Neodarwinismo (Teoría sintética de la evolución)

Radiaciones evolutivas: 

Radiaciones evolutivas Cuando hay una Pangea, el nº de especies es menor: disminuye la biodiversidad. En cambio, cuando los continentes están separados, el nº de especies aumenta.

Ejemplos: 

Ejemplos

6. EXTINCIONES: 

6. EXTINCIONES Se extinguen especies constantemente. Pero existen 5 extinciones masivas en la historia.

6.1 LA GRAN EXTINCIÓN: 

6.1 LA GRAN EXTINCIÓN La de mayor pérdida de especies (50%) ocurrió hace 250 MA (Pérmico-Triásico) Desaparecieron el 96% de las especies marinas, el 70% de los vertebrados terrestres, y 8-9 órdenes de insectos . No cayó ningún asteroide, se cree que fue por anoxia (falta de oxígeno y calentamiento global por vulcanismo) Efecto dominó: Vulcanismo  Calentamiento  Anoxia Extinción masiva Esto nos alerta del peligro de los cambios en la atmósfera para la vida.

6.2 LA EXTINCIÓN DE LOS DINOSAURIOS: 

6.2 LA EXTINCIÓN DE LOS DINOSAURIOS Hace 65 MA. Desaparecieron los dinosaurios y otras especies. Favoreció el desarrollo y expansión de los mamíferos. Un asteroide gigante cayó al sur de México: tsunamis gigantes ,incendios en toda la Tierra, grandes cambios de temperatura… Se relaciona con un asteroide por el descubrimiento de una capa de iridio y osmio (raro en la Tierra y presente en meteoritos) que cubre toda la Tierra y data de esa fecha.

6.3 EL ENIGMA DE LA SUPERVIVENCIA: 

6.3 EL ENIGMA DE LA SUPERVIVENCIA ¿Cómo es posible que algunas especies, como las cucarachas hayan sobrevivido a cuatro extinciones masivas? Explicación: Los dinosaurios herbívoros comen de la vegetación, los dinosaurios carnívoros a los herbívoros. Mamíferos y aves posiciones marginales. La nube de polvo del asteroide impide la fotosíntesis. Desaparece la vegetación, rompiéndose la cadena trófica. Sobreviven animales pequeños con semillas y carroña. Reaparece la luz. Crecen las semillas, nueva vegetación. Nueva cadena trófica sin grandes herbívoros ni carnívoros.

6.4. ¿SEXTA EXTINCIÓN MASIVA?: 

6.4. ¿SEXTA EXTINCIÓN MASIVA? El planeta pierde cada año entre 18.000 y 55.000 especies, problema conocido como la " sexta extinción “. La actual tasa de extinción es de 100 a 1000 veces mayor al promedio encontrado en la historia natural. Causas antropogénicas: destrucción del hábitat, contaminación, cambio climático etc…

7. EL ORIGEN DEL SER HUMANO: 

7. EL ORIGEN DEL SER HUMANO En la selva africana vivían hace 8 millones de años grupos de primates (grandes monos), antecesores de los homínidos , a la que pertenecemos los humanos. La aparición de la sabana favoreció el bipedismo, posición más efectiva para alcanzar el alimento. Hace 4 millones de años aparecieron los primeros bípedos ( Australopithecus ). Pequeñas poblaciones de estos homínidos se expandieron por toda África.

EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS: 

EVOLUCIÓN DE LOS HOMÍNIDOS 1.Hace 2.3 MA aparece en África oriental Homo habilis , fabricante de herramientas. 2. Hace 1.8 MA aparece Homo ergaster , salió de África hasta alcanzar China e Indonesia. 3. Posteriormente Homo erectus . Era alto 1.80 cm, cabeza de 900 cm3, carnívoro y dominaba el fuego. Vivió hasta hace 50.000 años. 4. Homo neanderthalensis y Homo sapiens . Aparecieron hace 200.000 años. Poblaron Europa. Neanderthalensis desapareció, sobreviviendo nuestra especie actual.

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Habilis, Sapiens, Floriensis,Erectus, Paranthropus, Heidelbergensis, Neanderthal .