Primeras Teorías del Origen de la Vida

La cuestión del origen de la vida en la Tierra ha generado en las ciencias de la naturaleza un campo de estudio especializado cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgió. La opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del período comprendido entre 4.400 millones de años, cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez, y 2.700 millones de años atrás, cuando aparecieron los primeros indicios de vida. Las ideas e hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo tras el Big Bang, también se discuten dentro de este cuerpo de conocimiento.

Teorías Tradicionales del Origen de la Vida

Según las teorías actualmente aceptadas, hace unos 17.000 millones de años, el universo comenzó con el Big Bang, la explosión primordial, una singularidad, una fluctuación cuántica del espacio-tiempo, como la llaman, que se produjo cuando toda la materia estaba concentrada en un solo punto. La temperatura y la densidad eran inconmensurables. Inicialmente se formaron solo átomos de hidrógeno y helio. Los efectos de la explosión, según esta teoría, son detectables aún hoy mientras el universo continúa expandiéndose. En tanto, mientras la temperatura disminuía y la materia se compactaba, se formaron nubes de gas bajo la acción creciente de la fuerza de gravedad hasta alcanzar densidades de una magnitud tal capaz de producir la fusión de los núcleos atómicos. Se formaron así las primeras estrellas en un sorprendente equilibrio entre la fuerza de gravedad implosiva y la energía nuclear explosiva liberada por la fusión. Además de energía, la fusión determinó la constitución de todos los demás núcleos atómicos, entre los cuales se hallarían los núcleos de carbono. El ciclo de estas estrellas de primera generación terminó cuando se consumió todo el combustible nuclear y la fuerza de gravedad se impuso, haciéndolas colapsar y provocando su explosión final. Los átomos que se habían producido en el crisol estelar se diseminaron y comenzó un nuevo ciclo, con otras estrellas, entre ellas nuestro Sol, y alrededor de las estrellas, planetas, entre ellos nuestra Tierra.

Tiempos Precámbricos

El Eón Hadeico

Comienza en el momento en que se formó la Tierra hace unos 4.570 millones de años y termina hace 3.800 millones de años, durando 770 millones de años, cuando comienza el eón Arcaico. Etimológicamente, la palabra Hadeico proviene de la palabra griega Hades que denominaba al Inframundo griego, probablemente porque se le relaciona con una etapa de calor y confusión.

El Eón Arcaico

Es la segunda división geológica del Precámbrico. Comienza hace 3.800 millones de años (después del Eón Hadeico) y finaliza hace 2.500 millones de años (cuando comienza el Eón Proterozoico), durando 1.300 millones de años. El nombre Arcaico proviene del griego antiguo «Αρχή», que significa «comienzo, origen».

El Eón Proterozoico

Es un eón geológico perteneciente al Precámbrico que abarca desde hace 2.500 millones de años hasta hace 542 ± 1,0 millones de años, durando 1.958 millones de años. Se caracteriza por la presencia de grandes cratones que darán lugar a las plataformas continentales.

Características del Agua

• Es incolora, insípida e inodora.
• Es buen conductor de la electricidad.
• Es buen disolvente.
• No tiene forma y adquiere la forma del recipiente.
• Se presenta en tres estados naturales: sólido, líquido y gaseoso.

Funciones del Agua

• Función disolvente de sustancias.
• Función bioquímica.
• Función de transporte.
• Función estructural.
• Función amortiguadora mecánica.
• Función termorreguladora.

Genética de las Poblaciones

Es la rama de la biología que estudia el comportamiento de los genes en poblaciones naturales de seres humanos, animales, plantas, hongos y microorganismos. Las poblaciones presentan variabilidad genética en sus rasgos característicos según el número y los tipos de alelos que contengan. De esta manera, cada individuo posee solo una pequeña fracción del total de alelos que conforman el acervo genético total de la población.

El acervo genético es la base de las transformaciones de las especies a través del tiempo.

Principios de Hardy-Weinberg

Se estableció a partir de los descubrimientos realizados bajo condiciones de laboratorio en 1908 por los científicos Hardy, matemático inglés, y Weinberg, médico alemán. Este principio establece que no ocurren cambios significativos en las frecuencias alélicas de las poblaciones grandes, lo que demuestra la estabilidad genética y las constancias de esas frecuencias de generación en generación. Ejemplifica lo que se debe esperar cuando una población no evoluciona y por qué los genotipos dominantes no siempre son más comunes que los genotipos recesivos de una población.

Para que el principio de Hardy-Weinberg se cumpla, deben darse las siguientes condiciones:

• Apareamiento al azar: todos los individuos de la población tienen la misma posibilidad de aparearse. La posibilidad de apareamiento de los genotipos es proporcional a las frecuencias con que se encuentran en la población.
• Ausencia de mutaciones: en la población no debe suceder el fenómeno de la mutación, por lo que las frecuencias alélicas no cambiarán debido a mutaciones.
• Poblaciones de tamaño grande: en poblaciones pequeñas es más probable que acontecimientos al azar modifiquen las frecuencias alélicas debido a la poca cantidad de individuos. En las poblaciones grandes las posibilidades de que esto ocurra son mucho menores.
• Población aislada: no debe existir inmigración ni emigración de individuos. La inmigración suele provocar el intercambio de genes con otras poblaciones que presentan distintas frecuencias alélicas y afectar el grupo en estudio. La emigración puede disminuir la cantidad de genes diferentes que existen en esa población y con ella la variabilidad genética.
• Ausencia de selección natural: no puede ocurrir un favorecimiento de ciertos genotipos con una mayor capacidad para la transmisión de genes en el momento de apareamiento. Si ocurre lo contrario, las frecuencias alélicas cambian y, por lo tanto, la población evoluciona.

Evolución en Poblaciones Naturales

El proceso evolutivo en una población es el resultado de dos tendencias opuestas, que pueden considerarse etapas sucesivas:

1. La primera favorece la variabilidad genotípica y, por lo tanto, el polimorfismo constituido por los distintos fenotipos que existen entre individuos de una misma especie dentro de una misma población.
2. La segunda tiende a reducir la variabilidad genotípica y es fruto de la selección natural, pues elimina determinados genotipos.

El proceso evolutivo se basa en el equilibrio entre ambas tendencias. Por medio de los agentes de cambio se consigue una gran variedad de genotipos, pero solo serán variables los más resistentes a la presión de selección, los que se adapten mejor a las condiciones ambientales.

Distribución Normal de las Poblaciones

Las poblaciones presentan una distribución típica de fenotipos denominada normal o gaussiana que muestra la cantidad de individuos con cada fenotipo. Siempre existe en la población uno más común, pero también se manifiestan en excepciones.

Heterosis

Las poblaciones evolucionan a través del tiempo gracias a que las frecuencias alélicas varían de generación en generación. Este fenómeno, conocido como heterosis o vigor híbrido, es otra forma en que la población asegura su variabilidad genética. Es promovido por el cruce de organismos que no son consanguíneos, con ello aumenta la probabilidad de que tengan alelos diferentes.

Las Mutaciones

Son cambios permanentes e impredecibles en el material genético (ADN). Constituyen la base de la formación de nuevos alelos en una población.

Flujo Genético

Se refiere al movimiento de alelos entre poblaciones. Puede ocurrir por medio de la entrada de una población de alelos provenientes de otra, y en este caso se denomina inmigración, o por la salida de ellos llamada emigración. El proceso de inmigración incrementa la variabilidad genética de las poblaciones, porque esta recibe alelos. Cuando el flujo de genes entre dos poblaciones es bastante grande, ambas serán genéticamente muy similares. Por el contrario, cuando una población sufre emigraciones, pierde parte de su acervo genético y disminuye su variabilidad genética.

Selección Natural

La teoría de selección natural propuesta por Charles Darwin explica que, de todos los individuos de una población, solo los más aptos, aquellos que poseen adaptaciones para enfrentar el ambiente, lograrían vencer las presiones ambientales, como la depredación y la competencia por el alimento, y reproducirse exitosamente.