Síntesis Prebiótica

1. La evolución química se inició a partir de moléculas inorgánicas presentes en la atmósfera primitiva reductora, en la que estaba ausente el O₂. Gracias a las radiaciones solares, las moléculas inorgánicas se convirtieron en orgánicas.
2. Activados por el calor desprendido en las erupciones volcánicas, los compuestos orgánicos simples se convirtieron en azúcares, aminoácidos y bases nitrogenadas, que se acumularon en los océanos y formaron el caldo primitivo.
3. Las moléculas del caldo primitivo se unieron para formar las grandes moléculas orgánicas.
4. Una de las moléculas grandes y compuestas adquirió la capacidad de copiarse a sí misma. Según esta hipótesis, la vida comenzó cuando la molécula autorreplicante empezó a multiplicarse mediante procesos químicos que ella misma controlaba.

Hipótesis del ARN

1. La ribosa y otros compuestos orgánicos forman ARN.
2. Las moléculas de ARN aprenden a autocopiarse.
3. Las moléculas de ARN aprenden a sintetizar proteínas, con capacidad catalizadora.
4. Las proteínas ayudan al ARN a copiarse, a sintetizar proteínas y a crear su versión bicatenaria, que evoluciona hacia ADN.
5. El ADN dirige el proceso: se sirve del ARN para sintetizar proteínas.

Teoría Celular

• La célula es la unidad estructural de todos los seres vivos.
• La célula es la unidad funcional de los seres vivos.
• La célula es la unidad reproductora de los seres vivos.

Teoría Endosimbiótica

Fue propuesta por la bióloga Lynn Margulis y decía que:

1. Un procarionte primitivo sin pares se alimentaría engullendo a otros procariontes mediante invaginaciones en su membrana.
2. Algunas de las presas pudieron escapar del proceso de digestión e iniciar una relación simbiótica mutuamente ventajosa con su hospedador.
3. Entre los procariontes supervivientes los había muy eficaces en el proceso de la respiración oxidativa y habrían sobrevivido convertidos en mitocondrias.
4. Algunas de las células provistas de mitocondrias pudieron incorporar otros procariontes muy eficaces en el proceso de la fotosíntesis cuyos descendientes han sobrevivido convertidos en cloroplastos.

Fermentación y Respiración Celular

Introducción

El ATP es un nucleótido formado por adenina, ribosa y un grupo de 3 fosfatos y libera gran cantidad de energía cuando son hidrolizados. La oxidación de la glucosa se inicia en el citoplasma. Este paso no necesita oxígeno y se denomina glucólisis. En la glucólisis, la glucosa (6C) se transforma en moléculas orgánicas más simples (3C) y se produce ATP.

Fermentación

En ausencia de O₂ este compuesto de 3C no puede ser completamente oxidado a CO₂ y al final se producen sustancias orgánicas.

Respiración Celular

En presencia de O₂, la oxidación de la materia orgánica se completa hasta producir CO₂. Sucede en las mitocondrias y sucede así:

• El compuesto de 3C de la glucólisis penetra en la matriz mitocondrial y se completa su oxidación.
• La materia orgánica acaba transformada en CO₂ y materia inorgánica. Se produce el ciclo de Krebs y el proceso finaliza en la membrana mitocondrial interna.
• La energía liberada en las oxidaciones anteriores se utiliza para sintetizar moléculas de ATP, y el H que contenía la materia orgánica se une al O₂ para formar H₂O.

Fotosíntesis

En las células eucariotas autótrofas, la fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos y se desarrolla en 2 fases:

Fase Luminosa

Sucede en las membranas de los tilacoides y solo puede realizarse en presencia de luz. La energía de la luz solar se utiliza para sintetizar moléculas de ATP y romper las moléculas de H₂O y obtener H y O.

Fase Oscura

Sucede en el estroma y puede realizarse en la oscuridad pero depende de los productos obtenidos en la fase anterior. Tanto la energía almacenada en el ATP como el H, se usan para transformar materia inorgánica en energía.

Metabolismo: Anabolismo y Catabolismo

Metabolismo

Conjunto de reacciones químicas que suceden en el interior de las células.

Anabolismo

Procesos que participan en la síntesis de moléculas complejas a partir de otras más sencillas. También se llama biosíntesis.

Catabolismo

Procesos cuyo objeto es la degradación de los compuestos orgánicos en compuestos más sencillos. La energía contenida en los enlaces se libera y puede usarse para el anabolismo como para otras funciones.

Interfase

El periodo comprendido entre dos divisiones consecutivas. Durante este período tiene lugar una intensa actividad metabólica y suele dividirse en períodos G1, S y G2.

Etapas de la Mitosis

Profase

La cromatina, antes dispersa, se empieza a condensar. En las células animales, el centriolo, ya duplicado, se divide y cada centrosoma emigra a un polo celular. Entre ambos centrosomas se organiza un sistema de microtúbulos que formará el huso acromático. Al final la envoltura nuclear y los nucleolos han desaparecido.

Metafase

La cromatina alcanza el máximo de condensación y se hacen claramente visibles los cromosomas, formados por dos cromátidas. Los cromosomas se unen a los microtúbulos del huso por un punto cercano al centrómero y quedan alineados en un plano imaginario situado en el ecuador de la célula, la placa metafásica.

Anafase

Los microtúbulos del huso se acortan y tiran de las cromátidas que se separan. Cada cromátida es arrastrada a su respectivo polo celular. Al desplazarse cada cromátida, sus brazos se retrasan con respecto al centrómero y adoptan forma de V.

Telofase

Las cromátidas, convertidas en cromosomas hijos y situadas en los polos se rodean de una nueva membrana nuclear y comienzan a descondensarse. Desaparecen los microtúbulos del huso y, finalmente quedan constituidos los dos núcleos hijos.

Citocinesis

En las células animales, a la altura del plano ecuatorial del huso acromático, bajo la membrana plasmática, se forma un anillo de filamentos contráctiles. El anillo se estrecha hasta formar un surco de división que separa a las dos células hijas. En las células vegetales, las vesículas del aparato de Golgi se acumulan en el plano ecuatorial y se fusionan originando una estructura llamada placa celular. La placa crece y la membrana de las antiguas vesículas pasa a formar la membrana de las células hijas y su contenido sirve de base a la nueva pared celular.

Biodiversidad y Tipos de Biodiversidad

La biodiversidad son las distintas especies que existen y su relación entre ellas y con el medio en el que viven. Para explicar mejor su significado, los científicos suelen dividir la biodiversidad en 3 componentes:

Biodiversidad Específica

La diversidad específica es la variedad de especies que existen en una región o en toda la biosfera. Con frecuencia, la idea de diversidad de especies se generaliza al concepto más amplio de la diversidad taxonómica.

Biodiversidad Genética

La diversidad genética es la variabilidad que existe en la información genética de los individuos de la misma especie.

Biodiversidad Ecológica

La diversidad ecológica es la variedad de comunidades biológicas que interactúan entre sí y con sus ambientes no vivos, es decir los ecosistemas.

Saltacionismo y Gradualismo

Las teorías gradualistas sostienen que los cambios evolutivos se producen como consecuencia de la acumulación lenta y progresiva de pequeños cambios y lo opuesto es el saltacionismo. En 1970 Jay Gould y Eldredge propusieron la teoría del equilibrio puntuado que se basa en:

• El registro fósil no cuenta, salvo alguna excepción, con las formas intermedias que deberían aparecer si la evolución fuera lenta y gradual.
• La evolución sucede de manera irregular.

Fijismo

Especies inmutables.

Darwinismo

Las teorías evolucionistas proponen que las especies actuales descienden de antepasados comunes y que han cambiado y que siguen haciéndolo, con el paso del tiempo.

Selección Natural

Charles Darwin en su obra Sobre el origen de las especies, propuso una explicación causal para la evolución: la teoría de la evolución natural, también propuesta por Wallace. Darwin supuso que un mecanismo similar a la selección artificial, debía actuar sobre las poblaciones naturales en su medio ambiente, llamado selección natural que tiene los siguientes principios:

1. Los individuos varían en los rasgos que poseen.
2. Algunas de las variaciones son hereditarias.
3. Nacen más seres vivos de los que pueden sobrevivir.
4. La selección natural se produce cuando los individuos que poseen ciertas características, sobreviven y dejan más descendencia que otros individuos.

Neodarwinismo

En 1900 se redescubrieron las leyes de la herencia propuestas por Mendel y, con ellas, la existencia de factores precisos que determinaban la herencia. La consecuencia, fue la formulación de dos nuevas teorías:

1. La teoría cromosómica de la herencia, sobre la localización de los factores hereditarios de los cromosomas.
2. La teoría de la mutación, sobre los cambios que se producen en los factores hereditarios.

El descubrimiento de la mutación permitió explicar cómo se origina la variación que existe dentro de las poblaciones. En el año 1937 Theodosius Dobzhansky recuperó en su obra Genética y origen de las especies las ideas de Darwin aunque con un mayor soporte científico. El resultado fue la teoría sintética. Esta teoría se basa en que la unidad evolutiva no es el individuo sino la población. La reproducción diferencial es el mecanismo que produce la selección. La evolución se produce por un cambio gradual.

Evo-Devo

Relaciona los cambios que están en el origen de los grandes grupos de organismos con cambios en genes relevantes para el desarrollo embrionario. Unos estudios a finales del siglo XX revelaron que el número de genes que determinan el diseño corporal de un individuo es increíblemente reducido y que con frecuencia, son los mismos genes o muy parecidos. La conclusión es que la ingente diversidad morfológica de los animales está generada por un grupo muy pequeño de genes.

Especiación y Modelos

La especiación es el proceso por el que a partir de una especie se forman dos o más.

Modelo General de Especiación

1ª Etapa

Dos poblaciones ven interrumpido el intercambio de genes por algún motivo. A partir de ese momento, estas dos poblaciones evolucionarán de forma independiente.

2ª Etapa

Con el tiempo, las diferencias genéticas se irán acumulando como consecuencia de la acción combinada de la mutación y la selección natural. Pasado un tiempo pueden ocurrir dos cosas si se cruzan:

1. Los híbridos resultantes no tienen ninguna desventaja y se puede reestablecer un único conjunto de genes.
2. Los híbridos presentan claras desventajas e impiden su formación.

Adaptación y Tipos

La adaptación es cualquier característica o rasgo que mejore la capacidad del organismo para utilizar los recursos del medio con el fin de reproducirse y subsistir. Cualquier variante hereditaria que mejore la capacidad de sobrevivir y reproducirse en un ambiente aumentará de frecuencia a lo largo de las generaciones. Las variantes hereditarias surgen por mutación. Las que son desfavorables se eliminan de forma natural.

Tipos de Adaptación

• Morfológica: relacionadas con la forma del cuerpo o con la estructura de órganos internos. Se incluyen el mimetismo y la coloración críptica.
• Fisiológica: relacionado con el funcionamiento de los órganos internos.
• Etológica: Relacionadas con algún tipo de acción.