El origen de la vida

Los estudios científicos estiman que el planeta Tierra se formó hace unos 4.6 billones de años, es decir, hace unos 4,600 millones de años.
La vida no surge hasta 1 billón de años después.
Las primeras formas de vida (células procariotas) que dejaron récord fósil en el planeta tienen aproximadamente 3.5 billones de años (3,500 millones de años).

La Tierra estuvo 1,000 millones de años hasta que se formó la primera célula.
Las primeras células eran similares a las bacterias del Reino Archaea.
Comparativa:
- Bacterias (datación: 3,600 millones de años).
- La mayoría de los animales surgen hace más de 500 millones de años.
- El género Homo aparece hace apenas 2.6 millones de años.
Implicaciones: Los humanos NO somos los primeros habitantes en este planeta.

Existen teorías sobre el origen de la vida, puesto que nadie estuvo presente para verificarlo.
Evolución química: Se plantea que la vida pudo formarse a partir de moléculas simples existentes en el ambiente prebiótico.
Experimentos de Louis Pasteur (1860): Demostraron que "la vida viene de la vida".
60 años después, A. I. Oparin y J. B. S. Haldane propusieron que:
- La vida podría formarse a partir de moléculas simples en el medio prebiótico.
- Un antepasado común dio origen a todos los seres vivos.

Stanley Miller y Harold Urey realizaron un experimento clave mostrando que la vida podría haber surgido de materia no viva hace 4 billones de años.
Es importante estudiar los detalles en el texto, específicamente en la página 28 y figura 2.16.

Hace 4,000 millones de años, la Tierra era inhóspita.
Eventos comunes:
- Erupciones volcánicas.
- Emisiones de gases tóxicos a la atmósfera.
- Descargas eléctricas fuertes.
- Impactos de meteoritos que generaron calor y evaporación del agua en océanos primitivos.
La atmósfera primitiva carecía de oxígeno, lo que incapacitaba a seres vivos de metabolismo aeróbico para respirar y producir energía.
No había capa de ozono, lo que exponía el ADN a radiación UV.
Aquí se dio primero la evolución química y luego la evolución biológica, dando origen a la biodiversidad.

Las hipótesis se basan en procesos físicos y químicos que ocurrieron en la superficie terrestre primitiva para producir una variedad de células sencillas a través de cuatro etapas.

Las células están compuestas de cuatro biomoléculas esenciales:
- Ácidos nucleicos.
- Proteínas.
- Lípidos.
- Carbohidratos.
Estas biomoléculas se componen de monómeros que al polimerizarse forman grandes polímeros.
La primera etapa postula la formación de moléculas orgánicas a partir de compuestos no orgánicos:
- Evidencia: Miller y Urey simularon la atmósfera primitiva y produjeron aminoácidos a partir de vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H2) y metano (CH4).
- Esto demuestra que las moléculas que componen una célula pueden haber surgido hace 4,000 millones de años.

En agua, los polipéptidos espontáneamente forman microesferas del tamaño de bacterias, conocidas como proteinoides.
Los proteinoides se originaron por la convergencia de microesferas compuestas de proteínas, carbohidratos, lípidos, y otras sustancias encerradas por membranas lipídicas.
Se considera que estas estructuras fueron precursores de las células.

Preguntas sin resolver:
- ¿Cómo pudieron replicarse estas proto-células?
- ¿Cómo pudieron aparecer los ácidos nucleicos sin enzimas?
- ¿Cómo pudieron aparecer enzimas sin ácidos nucleicos?
- ¿Qué vino primero, el ADN o las proteínas?
Respuesta: La Era del RNA, un ácido nucleico que pudo funcionar como enzima (ribozimas).
El RNA es más estable a altas temperaturas comparado con el ADN, sugiriendo que el RNA pudo haber sido la primera enzima.

Se desconoce el origen del metabolismo celular, que posiblemente precedía a la vida misma.
Se especula que antes de existir una célula, ya había trayectos metabólicos en proto-células.
Los primeros organismos en el caldo primordial pudieron ser bacterias heterotróficas.
Importancia de la fotosíntesis:
- Este proceso evolutivo desarrolló trayectos endergónicos como los de la fotosíntesis (autótrofos), lo que produjo O2, cambiando la atmósfera y creando la capa de ozono.
Evidencia: Se han encontrado fósiles de cianobacterias oceánicas similares a las actuales que tienen más de 2,500 millones de años, que produjeron el O2 esencial para la vida.

Se cree que los primeros seres vivos fueron procariotas.
Evidencia fósil: Los estromatolitos, grandes acumulaciones de bacterias en estado fósil, se han encontrado en las costas de Australia y California, algunos datando 3,500 millones de años.

Galardonada con evidencia fósil:
- Primera célula eucariota aparece hace 1.5 billones de años (1,500 millones de años).
- La Dra. Lynn Margulis es una defensora de la teoría de la endosimbiosis.
- Se debe estudiar la figura 2.22 en el texto sobre cómo el cloroplasto y la mitocondria se originaron de bacterias.

Los primeros organismos eucariotas probablemente eran unicelulares del Reino Protista.
La evolución llevó a la aparición de organismos multicelulares:
- Evidencia indica que las primeras formas multicelulares fueron algas, apareciendo hace más de 2,200 millones de años.
- Los animales surgieron mucho más tarde, hace alrededor de 600 millones de años, durante el período Cámbrico, parte de la Era Paleozoica.

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