Història de la Vida a la Terra: Origen i Teories Principals

HISTORIA DE LA VIDA A LA TERRA

4t ESO
BIOLOGIA i GEOLOGIA
CURS 24-25

MILLION YEA
Falcocene Epoch
PERIOD
PENNSYLVANIAN PERIOD
MISSISSIPPIAN
PERIOD
EoceneEpoch
PRECAMBRIAN
JURASSIC
CIETACIOUSVídeo introducció

QUIN ÉS L'ORIGEN DE LES ESPECIES?

1. COM ES VA CREAR LA VIDA?

• Diferents teories:

Creacionisme: la vida és obra d'un creador, Deu. Tot el
que existeix ho ha creat ell.· La generació espontània

Aristòtil (384 a.C .- 322 a.C.

• Alguns éssers vius sorgeixen de manera espontània de determinats
  substrats.
• Teoria apareguda en temps d'Aristotil i vigent fins ben entrat el s.XIX· La generació espontània
• Un dels primers en demostrar la falsedat
  d'aquesta teoria va ser el metge italia
  Francesco Redi (1626-1697).
• El 1668, Francesco Redi va realitzar diversos
  experiments que demostraven que la idea de
  la generació espontània era errònia.

8
00· La generació espontània

L'EXPERIMENT DE REDI (1668)

Frasco abierto
Frasco tapado
con una gasa
Frasco cerrado hermeticamente
Carne
Carne
Carne
Aquí aparecen
huevos de
mosca
Aparecen gusanos
No aparecen gusanos
Quines conclusions podem treure d'aquest experiment?· Pasteur i la fi de la generació espontània

El 1860, el microbiòleg frances Louis
Pasteur (1822-1895) va realitzar un
experiment similar al que va efectuar
Redi dos-cents anys abans i va
demostrar que la teoria de la
generació espontània era falsa.

1
2· L'experiment de Pasteur

• Quin problema es plantejava Pasteur?
• Quines són les possibles hipótesis?
• Quines són les variables dependent i
  independent de l'experiment?
• Quins són els resultats que obté?
• A quines conclusions arriba?· L'experiment de Pasteur

Problema de Pasteur

-La vida es forma espontaniament?
-Es forma nova vida a partir d'altres formes de
vida preexistents?
Hipòtesi:
-Potser el brou es podreixi degut als microorganismes que hi ha a
l'aire.
-Potser els microorganismes es poden formar espontàniament.· L'experiment de Pasteur

Variable independent de Pasteur

Matras que permet/ no permet l'entrada d'aire.
Contacte del brou amb l'aire (que conté
microorganismes
Variable dependent
- Brou podrit/ no podrit
- Absència de microorganismes en el brou· L'experiment de Pasteur

Resultats de l'experiment de Pasteur

El
matras que té
contacte amb l'aire
presenta el brou amb
microorganismes. El
matràs amb coll de
cigne no en presenta.
Conclusions
Tots els éssers vius procedeixen de la reproducció d'un altre
ésser viu.
Cap ésser viu es forma de manera espontània.· Teories sobre l'origen de la vida

La ciencia va continuar avançant i desenvolupant
diferents teories que intenten explicar els escenaris
inicials de la vida.
Com es va formar el primer ésser viu?
D'on prové la vida?
LUCA
LAST UNIVERSAL COMMON ANCESTOR
Todos los seres vivos actuales, incluidos nosotros,
descendemos de un único organismo que vivió hace
más de 3500 millones de años al que llamamos LUCA.
«iHumanos! como sigáis asi con el planeta, os desheredo».
Caros Paros
DO O endasaber
TEORIA DE L'ORIGEN ABIOTIC dels éssers vius: la vida es va formar a la Terra
a partir de materia inert (condicions de l'atmosfera primitiva).
TEORIA DE LA PANSPERMIA: els éssers vius es varen formar fora de la Terra i
van arribar a través de cometes, asteroides, etc.
TEORIA DE LES FONTS HIDROTERMALS: Proposa que la formació de les
primeres molecules organiques s'hauria produït en les fonts hidrotermals
alcalines proximes a les dorsals oceaniques.· Teories sobre l'origen de la vida: Panspermia

TEORIA DE LA PANSPERMIA

0
Saute Arterias
Svante August Arrhenius
(1859-1927)
Nobel de Química el 1903
El 1903 el químic suec Arrhenius
va proposar que els primers
microorganismes s'havien format
fora de la Terra i havien arribat de
l'exterior a través de cometes i
asteroides.· Teories sobre l'origen de la vida: Fonts hidrotermals

TEORIA DE LES FONTS HIDROTERMALS

Les condicions que es donen en les fonts hidrotermals
submarines es creu que són similars a les que devien
haver a la Terra al principi de la seva formació: alta
temperatura per la proximitat als volcans, alta
concentració en ferro, sulfurs, metà, amoníac i dioxid de
carboni, falta d'oxigen i falta de llum.
En aquestes condicions es formen de forma natural
molecules organiques que podrien acumular-se al costat
de les xemeneies submarines i formar-se els agregats
moleculars necessaris per formar els protobionts.

2. LA PRINCIPAL HIPOTESI SOBRE
L'ORIGEN DE LA VIDA

La teoria de la sintesi abiòtica (quimiosintètica)

La teoria de la sintesi abiotica
proposa que la vida te un origen
abiotic, és a dir, que es va formar a
partir de precursors inorganics.
Aquesta teoria va ser formulada per
Oparin i Haldane, de manera gairebé
simultània i independent.
Aleksandr Ivanovich Oparin
(1894 - 1980)
Bioquímicas
John Burton S. Haldane
(1892 - 1964)
Biòleg anglès· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiòtica

1) El punt de partida, fa 3.800 m.a

L'atmosfera primitiva estava formada per: metà (CH4), amoniac
(NH3), hidrogen (H2) i vapor d'aigua (H2O). Era una atmosfera
reductora i anaeròbia (no contenia O2).
En aquestes substancies estaven els principals bioelements que
formen la materia viva: carboni (C), nitrogen (N), hidrogen (H) i oxigen
(O).· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

2) Formació de biomolecules

Les radiacions solars i les descarregues electriques van proporcionar
l'energia
suficient
perquè
els
components
de
l'atmosfera
reaccionessin i es formessin les primeres biomolecules: compostos
organics senzills com els que ara formen els principals compostos
dels éssers vius.

Lightning in early
Earth's atmosphere
Ultraviolet radiation
from the Sun
Methylene
HH Dicarbon?
C=C
Water
O
Ammonia
H-
H
H
Lightning
and/or UV
H-
N
Hydrogen
H-H
Carbon
dioxide
O=C=0
provide
H
energy
for
Spontaneous
COOH
SER
Amino
GLY
GLU
LYS
TYR
acids
HUN-C-H
1
R
CYS
GLY
.
VAL· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

3) Polimerització

Es van formar així, sucres, greixos simples, aminoacids i altres
molècules senzilles que van reaccionar entre si per donar lloc a
molecules
més
complexes:
proteïnes,
greixos
complexes
, polisacarids i àcids nucleics.

N
SH
H
H
H
H2S
0
Benzene
CC
Adenine
(Hydrogen
Q
1
N
(Hydrogen
Methane
H.S· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

3) Polimerització de proteïnes i àcids nucleics

Es van sintetitzar proteïnes que van servir com a material estructural
en la formació de les cellules primitives i algunes van poder actuar
com enzims.
Apareixen molecules d'acids nucleics que al contenir la informació
genetica, van poder determinar l'estructura de les proteïnes.
La sintesi de carbohidrats i lípids qua van poder actuar com a
material estructural i font d'energia en la formació de les cellules
primitives.
La sintesi de ATP va constituir una font d'energia estable.· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

4) El brou primitiu o sopa primordial

Segons Oparin, els compostos organics que es van formar a
l'atmosfera van ser arrossegats cap als mars per les pluges i allí, al
llarg de milions d'anys, es van concentrar formant una dissolució
espessa d'aigua i molecules organiques i inorganiques que es va
anomenar brou primitiu.

H2O
co
CO2
H2
Ng
N2
HO
amino acids
H2
H2O
pyrimidines
glucose
purines
CO2
fatty acids
nucleotides
co
b· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

5) Formació de coacervats

Oparin i Haldane van demostrar que es
formen membranes lipidiques i s'obtenen
unes gotes riques en molecules biologiques i
separades
del medi
aquos
per una
membrana.
water
water
lipid
bilayer
Aquestes gotes les va anomenar coacervats.
Moleculas de agua
Coacervado complejo
Partículas cargadas
Película de agua unida
Capa de hidratación (difusa)
Oparin va proposar que els coacervats havien de ser els precursors dels
éssers vius a la Terra.· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

5) Formació de coacervats: precursos de
les cèl-lules procariotes

Alguns coacervats van poder concentrar en
el seu interior enzims amb que fabricar les
seves pròpies molecules i obtenir energia.
Alguns van poder adquirir el seu propi
material genetic i la capacitat de replicar-se.
Es van formar així els primitius procariotes.

Membrana
plas mática
Cromosoma
Pared
celular
Ribosomas
Mesosoma
CO2
Coacervados· Teories sobre l'origen de la vida: Sintesi abiotica

L'EXPERIMENT DE MILLER I UREY

vapor de agua
atmósfera
primitiva
(mezcla
de gases)
descargas
eléctricas
zona de
enfriamiento
A
0
agua fría
200
océano
primitivo
productos
resultantes
Diagrama del muntatge usat per Stanley Miller per simular les descàrregues dels llamps en
l'atmosfera primitiva.3.

FOSSILS

Els fossils son restes d'organismes o indicis de les seva activitat que van
viure en èpoques geologiques passades i que trobem incorporats en les
roques.
L'estudi dels fossils (paleontologia) permet saber com eren els organismes
del passat, conèixer l'antiguitat del terreny on s'han trobat i les condicions
ambientals que hi havia en la seva època i com han evolucionat.
Els fossils nomes es poden trobar en les roques sedimentàries i en les
roques metamorfiques que hagin experimentat un metamorfisme lleuger.
Un metamorfisme intens o un proces magmatic (fusió de la roca)
destrueixen els fossils.3.

FOSSILS

Tipus de fossils

1. Els que conserven la forma (també l'estructura microscopica) i la
   composició química, tant de la materia organica com la inorganica que
   tenia l'organisme quan era viu (insectes en ambre, mamut en gel).
2. Els que conserven la forma (i també l'estructura microscopica) i la
   composició química de la part mineral que tenia l'organisme quan era
   viu. (en restes recents, <2ma; petxines de mol luscs, ossos de vertebrats, etc.)
3. Els que conserven la forma (també l'estructura microscopica), però
   amb una composicio química diferent. (es poden originar per substitució o
   reemplaçament).3.

FOSSILS

Tipus de fossils addicionals

1. Els que presenten la mateixa forma, però no conserven
   la mateixa estructura microscopica. (són els més abundants)
2. Els icnofossils o icnites. Son els vestigis que permeten
   reconèixer les activitats dels organismes del passat.
   (petjades de dinosaures, ous, excrements, etc.)