Experimentos Clásicos sobre el Origen de la Vida

Experimento de Redi

Redi introdujo un trozo de carne en dos recipientes, uno abierto y otro cubierto por una gasa. Al cabo del tiempo, observó que en ambos la carne se había descompuesto, aunque solo aparecían larvas de mosca en el frasco abierto. Estas larvas se desarrollaban a partir de los huevos que las moscas habían puesto en la carne.

Experimento de Pasteur

1. Introdujo caldo de carne en dos matraces de cuello estrecho y curvo, hirvió el líquido de cada matraz y, tras dejarlos reposar, a uno de ellos le quitó el cuello.
2. Pasado un tiempo, observó que el caldo que contenía el cuello íntegro no se había descompuesto.
3. Sin embargo, el contenido del matraz con el cuello cortado sí se había descompuesto.

Pasteur demostró que los microorganismos estaban en el aire, adheridos a las partículas de polvo. Al pasar el aire por el cuello curvo de los matraces, el polvo quedaba depositado en el primer codo. Sin embargo, al romper el cuello, los microorganismos entraban en contacto con el caldo y lo descomponían.

Teorías Modernas sobre el Origen de la Vida

Panspermia

Defiende que la vida se originó en el espacio y que puede llegar hasta la Tierra transportada por meteoritos.

Abiogénesis o Síntesis Prebiótica

Es la teoría más aceptada y reúne un conjunto de teorías que proponen:

• Formación de moléculas orgánicas sencillas a partir de moléculas inorgánicas.
• Desarrollo de moléculas orgánicas complejas.
• Aparición de las primeras células (evolución química).

Entre las teorías abiogenéticas destacan:

• Teoría de la Sopa o Caldo Primordial: Propuesta por Alexander Oparin y John Haldane.
• Teoría de las Fuentes Hidrotermales.

El Origen de la Biodiversidad

En el siglo XIX, los primeros intentos de explicar la diversidad desde un punto de vista científico estuvieron muy influenciados por las ideas creacionistas y fijistas. La suma de ambas postulaba que todas las especies de seres vivos, que aparecieron al mismo tiempo en la Tierra, eran creaciones de Dios y se habían mantenido invariables a lo largo del tiempo.

Las ideas fijistas fueron muy cuestionadas por el descubrimiento de fósiles de organismos muy distintos a los actuales. George Cuvier (1769-1832) propuso la teoría del catastrofismo para explicar que, desde que fueron creadas, las especies habían estado expuestas a grandes catástrofes. Estos eventos, como el diluvio universal, serían la causa de muchas extinciones, y los fósiles serían sus restos.

Precursores de la Teoría de la Evolución

• Anaximandro: Defendió la idea de evolución de unas especies a partir de otras más sencillas como consecuencia de procesos naturales.
• George Louis Leclerc: Propuso que las especies podrían sufrir cambios según las condiciones del medio.
• Erasmus Darwin: Partidario del transformismo de unas especies en otras a lo largo del tiempo según las necesidades impuestas por el medio.

Lamarck y la Herencia de los Caracteres Adquiridos

La primera teoría evolucionista coherente fue propuesta por Lamarck. Llegó a la conclusión de que las especies actuales son más complejas que las extintas, proponiendo un aumento progresivo en complejidad a lo largo del tiempo.

Aspectos más Importantes de la Teoría de Lamarck

• Importancia del Ambiente: La modificación de las condiciones del medio es el motor del cambio.
• Ley del Uso y Desuso: Los órganos pueden crecer, desarrollarse e incluso modificar su forma según el uso; o reducirse y desaparecer si no se usan. «La función hace la forma, y no al revés».
• Herencia de los Caracteres Adquiridos: Los cambios ventajosos producidos en vida son transmitidos a la descendencia.

Con el desarrollo de la genética, se comprobó que los caracteres adquiridos no se transmiten a la descendencia.

Darwin, Wallace y la Selección Natural

Darwin y Wallace presentaron sus ideas conjuntamente en 1858:

• Todas las especies evolucionan de forma continua, lenta y gradual (gradualismo).
• El mecanismo de cambio es la selección natural, relacionada con los cambios ambientales y la adaptación.

Mecanismo de la Selección Natural

• Existencia de Variabilidad Heredable: Existen diferencias entre los individuos de una población, y estas características son transmisibles a la descendencia.
• Descendencia con Modificación: Los descendientes no son réplicas exactas de sus progenitores; se combinan las características heredadas.
• Reproducción Diferencial: Los individuos con características heredables más ventajosas tienen más probabilidades de transmitirlas.

Selección Sexual y Coevolución

• Selección Sexual: Explica la variedad de formas, colores y conductas que no necesariamente mejoran la supervivencia, pero sí influyen en el acceso a la reproducción.
• Coevolución: Muchas especies interactúan de forma tan estrecha que los cambios en una influyen en la otra, evolucionando conjuntamente. Darwin estudió las orquídeas y su dependencia de animales para la polinización.

Las Mutaciones como Fuente de Variabilidad Heredable

Las mutaciones son alteraciones del material genético y el origen de los alelos. Se producen al azar, aunque hay factores que incrementan su frecuencia (radiaciones, sustancias químicas).

Tipos de Mutaciones según sus Efectos

• Favorables: Proporcionan beneficios y aumentan la probabilidad de tener descendencia.
• Perjudiciales: Reducen el éxito reproductivo.
• Neutras: No tienen consecuencias; la selección natural no actúa sobre ellas.

Las mutaciones son la principal fuente de variabilidad. Se necesita mucho tiempo para la diferenciación de una nueva especie.

La Reproducción Sexual y la Descendencia con Modificación

La reproducción sexual no origina nuevas variantes genéticas, pero produce nuevas combinaciones de genes (nuevos genotipos).

Procesos Clave de la Reproducción Sexual

• Entrecruzamiento: Intercambio de fragmentos de ADN entre cromosomas homólogos durante la profase I.
• Separación de Cromosomas Homólogos: Durante la anafase I, cada célula haploide resultante tiene una mezcla de cromosomas de cada progenitor.
• Fecundación: El cigoto resultante tiene una combinación de genes distinta a la de los progenitores.

Mecanismos Evolutivos Comunes

Los cambios evolutivos ocurren cuando hay variaciones en el conjunto de genes de una población, debido a:

• Aumento o reducción de la proporción de alelos.
• Adquisición de nuevos alelos (por mutación o migración).

Selección Natural

Aumenta la proporción de caracteres ventajosos. Si las condiciones persisten, estos caracteres se vuelven mayoritarios.

Deriva Genética

Cambio en las proporciones alélicas cuando un grupo aislado forma una nueva población. Incluye el efecto fundador (un pequeño grupo se separa) y los cuellos de botella (pocos individuos sobreviven a un evento de gran mortalidad).

Flujo Genético

Las migraciones alteran las proporciones genéticas. La población de origen pierde variabilidad, y la de acogida la aumenta.

Pruebas a Favor de la Evolución

• Anatómicas: Estudio comparado de órganos (estructura y función).
• Biogeográficas: Estudio de la distribución geográfica de las especies.
• Paleontológicas: Estudio del registro fósil, incluyendo filogenias (series de fósiles ordenadas) y fósiles transicionales (formas intermedias).
• Bioquímicas: Estudio de diferencias moleculares (proteínas y ADN). Cuanto más parecida es la secuencia de aminoácidos, más estrecha es la relación.

Adaptación y Especiación

• Adaptación: Característica que proporciona una ventaja para sobrevivir y reproducirse. Puede ser una mutación simple o un proceso físico-químico complejo.
• Especiación: Proceso de formación de nuevas especies. Una especie antecesora se diversifica en dos o más especies diferentes debido al aislamiento reproductivo (incapacidad de reproducirse entre sí). Al aislarse, dos poblaciones siguen una evolución independiente, acumulando diferencias genéticas.