sábado, 20 de febrero de 2016

Biología

origen de la vida

 hipótesis de la Tierra especial plantea que el surgimiento de vida pluricelular en la Tierra requirió la coincidencia de una gran cantidad de eventos y circunstancias astronómicos y geológicos. La hipótesis argumenta que la vida compleja extraterrestre es un fenómeno improbable y extremadamente raro. El término utilizado en inglés es "Rare Earth" y surge del libro de Peter Ward "Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe" (2000).1
En contraposición al principio de mediocridad (en línea con el principio de Copérnico), existen los que afirman que la vida en la Tierra no es un caso mediocre, y que las condiciones necesarias para su aparición son tan únicas y particulares, que bien puede ser posible que existan muy pocas, o incluso sólo un planeta con vida en el universo: la Tierra.
Los defensores de esta hipótesis alegan que la vida en la Tierra, y en particular la vida humana, parece depender de una larga y extremadamente afortunada cadena de eventos y circunstancias, que bien podrían ser irrepetibles incluso en la escala cósmica.
Por ejemplo, se menciona con regularidad que sin una Luna tan grande como la que tiene la Tierra, el planeta tendería a presentar unaprecesión mucho más importante, cambiando drásticamente de inclinación en su rotación, y afectando así de manera caótica el clima y, muy posiblemente, imposibilitando la vida como la conocemos.
Se mencionan también otras aparentes casualidades afortunadas, como el hecho de que el Sol esté en un lugar de la Vía Láctearelativamente libre de supernovas, en contraposición al centro galáctico, o que el Sol es del tamaño justo para dar energía suficiente, y durar lo suficiente, como para que la vida haya aparecido.
Otra positiva casualidad para la vida en la Tierra es la existencia de un planeta del tamaño de Júpiter, como apuntan los autores del libro Rare Earth, en una órbita estable, casi circular, y a la distancia suficiente de la Tierra para atrapar numerosos cometas y asteroides que, de otro modo, terminarían impactando con el planeta, arruinando todo tipo de vida incipiente. Estas, entre muchas otras casualidades, separadamente pueden parecer triviales, pero juntas convierten a la Tierra en un lugar cósmicamente especial.
Sin embargo desde fines del siglo XX, y producto de nuevos descubrimientos, tales como la existencia de moléculas orgánicas en el espacio, la presunta existencia de un océano de agua líquida en Europa,o el demostrado hecho de que los planetas extrasolares son relativamente comunes, y de que por tanto algunos de ellos podrían presentar condiciones factibles para la vida, han hecho que esta hipótesis ya no sea compartida por buena parte de la comunidad científica.

Hipótesis de la Tierra Especial
Una línea emergente de pensamiento, llamada la «Hipótesis de la Tierra especial», sugiere que la vida pluricelular puede ser extraña en el universo debido a una posible escasez de planetas parecidos a la Tierra. El argumento es que se han dado muchas coincidencias improbables para hacer posible la vida compleja en la Tierra.


Representación artística de la Vía Láctea.Los brazos espirales de la galaxias tienen muchas novas y la radiación que emiten se cree que es perjudicial para la vida superior. El sistema solar está en una órbita muy especial dentro de la Vía Láctea, nuestra galaxia. Es una órbita casi perfectamente circular, a una distancia en la cual el Sistema Solar se mueve a la misma velocidad que las ondas de choque que forman los brazos espirales. La Tierra ha estado entre los brazos espirales durante cientos de millones de años, más de 30 órbitas galácticas, casi todo el tiempo en el que ha existido vida superior en la Tierra.

Otro punto crucial es la Luna. La Teoría del gran impacto postula que fue formada por una rara colisión entre una joven Tierra y un planeta de tamaño similar a Marte 4.450 millones de años atrás. La colisión tuvo que ocurrir en un ángulo exacto: demasiado directo y la Tierra se habría destruido; demasiado poco directo y el cuerpo similar a Marte habría sido desviado. Además, las mareas debido a la Luna estabilizan el eje de la Tierra. Sin la Luna, sus variaciones, conocidos como precesión de los equinoccios, causarían variaciones del clima tan dramáticas que podrían imposibilitar la vida. Las mareas lunares también ayudan a mantener caliente el núcleo de la Tierra, que debe ser fluido para generar el campo magnético de la Tierra; sin él, el viento solar acabaría con todo el aire y el agua en un periodo de unos pocos millones de años.

Detractores de la hipótesis de la «Tierra Especial»
Aunque la hipótesis de que la situación de la Tierra Especial está fundada, se basa en que deben darse condiciones terráqueas para la vida compleja, lo cual excluye diferentes posibilidades de existencia de otras formas de vida.

Río Tinto, ejemplo de vida en un hábitat extremo.

Igualmente, algunas personas también han argumentado que, aunque la hipótesis se base sólo en condiciones terráqueas para la vida compleja, existe la posibilidad de vida. Esto sería posible producto del tamaño del universo y la cantidad de galaxias existentes en él; de todas formas, por probabilidad existiría una muy pequeña posibilidad de que se den juntas las coincidencias para la existencia de vida como la terráquea. Así, esta teoría no podría postular la total no existencia de vida en el universo, aparte de la nuestra.

Para poder establecer los criterios de búsqueda de vida, es esencial entender cómo funciona el "mecanismo vital" en este planeta. Entender cómo los cuatro peldaños fundamentales de la espira de ADN hacen posible una entidad viva, un ADN cuya esencia es el carbono. Un material inerte -carbono- produce un ser vivo, ¿cómo es posible esto?: la razón radica en que el carbono es un elemento de sólo cuatro electrones para hacer enlaces (electrones de valencia) que lo ayudaría a hacer fácilmente un enlace con otros elementos, actualmente hay más de diez millones de sustancias en base al carbono; además, el carbono es uno de los elementos con mayor abundancia en el universo.

Aún queda por responder: «¿Cuándo se considera que una entidad es un ser vivo?» Aunque podría parecer fácil de responder a simple vista, no lo es en absoluto si se considera, por ejemplo, una gota de aceite en ácido emitiendo pseudópodos.

Una cucaracha jamás podrá entender el Teorema de Pitágoras, porque su estructura mental, si a su complejo neuronal se le puede llamar mente, no tiene el desarrollo para una actividad intelectual compleja; y nosotros, ¿tenemos el desarrollo mental suficiente para entender cómo la molécula de ADN tiene vida? La respuesta se encuentra en el metabolismo. Por eso, si se buscara vida extraterrestre debería tomarse en cuenta que en el planeta haya una fuente de energía. Anteriormente se pensaba que la única fuente energética para producir un metabolismo es la luz del Sol, pero más tarde se comprobó que hay bacterias que incluso nacen en las profundidades de los océanos, donde no es posible ver la luz solar; esto se debe a que el calor que emiten los volcanes submarinos les sirve como tal.

La vida extraterrestre no debería necesariamente parecerse a la humana, incluso, ni ser inteligente; porque, basándonos en los principios evolutivos, las especies se desarrollan principalmente respondiendo a las necesidades adaptativas de su ambiente respectivo y las necesidades de otros mundos no tienen por que ser parecidas a las nuestras. La vida extraterrestre tendría que responder al ambiente de su planeta respectivo: diferente gravedad a la de la Tierra, diferente densidad en la atmósfera, diferentes niveles de oxígeno, diferentes fuentes de energía para crear un metabolismo.

En base a los conocimientos que poseemos sobre el origen de la vida, tan sólo se necesita de una fuente de energía, porque el organismo necesita tener un metabolismo, y los químicos que fueron probados en el Experimento de Miller, los cuales tenía la Tierra primitiva cuando se formó la vida.








La hipótesis del citoplasma fuera es un modelo que describe el origen de la primera célula considerando que el citoplasma permanece en el exterior mientras coevoluciona con la membrana citoplasmática. Una invaginación posterior de la membrana haría que el citoplasma se interiorizara para dar lugar a la primera célula. Esta teoría es la alternativa a la hipótesis del citoplasma dentro. Tiene la ventaja de que no requiere que la membrana citoplasmática primitiva hubiera adquirido tempranamente la capacidad de operar como barrera selectiva para permitir el paso de los componentes moleculares del citoplasma al interior de la vesícula.
De acuerdo con este modelo, las bacterias Gram negativas serían las primerascélulas en aparecer sobre la Tierra, conservando la doble membrana producida por la invaginación, mientras que las bacterias Gram positivas se derivarían de las primeras como consecuencia de la pérdida la membrana externa.
El modelo fue primero propuesto por Blobel, quien describe las distintas etapas de la evolución protocelular sobre la superficie de la membrana culminando con el desarrollo de la primera célula.1 Basándose en esta idea, Cavalier-Smith desarrolla su propia versión del modelo que denomina obcell.2 El modelo es recientemente retomado por Griffiths.

Sucesión de etapas de evolución protocelular en el modelo del citoplasma fuera de Blobel.1



El origen de la Tierra y la vida

Los científicos estiman el origen del Universo entre hace 10 a 20 mil millones de años. La teoría actualmente mas aceptada es la delBig Bang (La Gran Explosión), la idea es que toda la materia en el Universo existió en un huevo cósmico (más pequeño que el tamaño de un átomo moderno) que explotó formando el Universo Moderno. Las evidencias para el Big Bang  incluyen:
bulletEl corrimiento hacia el Rojo: cuando las estrellas o galaxias se mueven alejándose de nosotros, la energía que emiten se corre hacia la zona roja del espectro de luz visible, es decir la longitud de onda de la luz que viaja entre las galaxias se alarga como consecuencia de la expansión del universo, la luz procedente de objetos remotos, al haber viajado mas tiempo, tiene un corrimiento hacia el rojo mas pronunciado. Esto suele asociarse con el efecto Doppler, el fenómeno del cambio de tono del silbato agudo de un tren que se acerca, que se convierte en grave cuando se aleja. Edwin P.Hubble (en cuyo honor se nombró al gigantesco telescopio espacial que orbita la Tierra) fue el primero en señalar que las Galaxias se alejan de nosotros.

Una imagen profunda del Telescopio Espacial Hubble
bulletCuanto mas lejos están, mas tiempo toma en llegar a nosotros la luz de otras galaxias. Por lo tanto cuando miramos a las galaxias de gran corrimiento al rojo, miramos a los principios de los tiempos; viendo el Universo como era hace miles de millones de años. De acuerdo a la teoría del Big Bang la temperatura del Universo se debería incrementar en proporción directa al corrimiento al rojo (cuanto mas atrás en el tiempo miramos, mas cerca de la gran explosión estamos y mas alta la temperatura del Universo). Srianad y sus colaboradores(Srianand, R., Petitjean, P. & Ledoux, C. The cosmic microwave background radiation temperature at a redshift of 2.34. Nature 408, 931-935 (2000). ) midieron los limites superiores e inferiores de temperaturas en estas galaxias y encontraron que las mediciones caen dentro de lo previsto.
bullet Radiación de fondo:  en 1964 Arno Penzias y Robert Wilson, dos científicos del laboratorio Bell descubrieron (por accidente) que en el espacio interestelar existe una ligera radiación de fondo cósmica (CMBR) que se observa cualesquiera fuere la dirección a la cual se apunten los radiotelescopios (por ello recibieron el premio Nobel de Física), se piensa que la misma es un residuo de la Gran Explosión.

Este mapa, hecho con datos obtenidos por la nave espacial COBE, muestra la intensidad de la radiación remanente de un período corto después del Big Bang
Inmediatamente después del Big Bang se diferenciaron las fuerzas principales (gravedad, fuerza nuclear débil, fuerza nuclear fuerte etc.). Y, si bien en el huevo cósmico la materia y la energía tal como hoy la entendemos no existían, se formaron rápidamente después de la explosión. Luego (el luego aquí son 1 o 10 miles de millones de años) la materia comenzó a acumularse en sistemas solares. Uno de esos sistemas solares, el nuestro, comenzó a formarse hace unos 5 mil millones de años con una gran "protoestrella" en el centro. Los planetas quedaron en órbita a diferentes distancias de la estrella y su campo gravitatorio atrajo "restos de materia espacial" aumentando sus masas.
Los procesos de desintegración radioactiva y la energía liberada por los impactos de materia proveniente del espacio calentaron la Tierra, que comenzaba a diferenciarse en una costra que se enfriaba y un núcleo que incrementaba su temperatura. Los impactos en la superficie, y el comienzo de fenómenos volcánicos liberaron vapor de agua, anhídrido carbónico, metano, amoníaco y otros gases en la atmósfera en desarrollo.

¿Existe vida en Marte, Venus o en cualquier otro lugar?

La distancia de la Tierra al Sol, el material que conforma la corteza terrestre (mezclas de silicatos, agua etc.) y el tamaño de la misma sugieren que somos únicos, por lo menos, en nuestro propio sistema solar.
Marte es más pequeño, esta más lejos del sol, tiene un campo gravitacional (que impide que la atmósfera se escape al espacio) menor y presenta evidencias de desplazamientos de agua en algún momento del su pasado. Si la vida empezó en Marte, no sería sin embargo vida como la que conocemos actualmente.
Venus, el segundo planeta esta mas cercano al Sol y parece similar a la Tierra en muchos aspectos. De todos los planetas del Sistema Solar Venus es la que podría tener alguna forma basada en el Carbono.
Los otros planetas no se conocen tanto, pero parece imposible que Júpiter o Saturno tengan vida tal como la que conocemos. Pero, cabe destacar, que la información proveniente de la sonda espacial Galileo, revela que uno de los satélites de Júpiter, Europa podría presentar agua en estado líquido, por lo menos en forma temporal, deducción que resulta de la observación por parte de la sonda de una superficie con grandes bloques de hielo sin "cráteres de impacto", indicativo de la continua emergencia de hielo nuevo, lo que avala la existencia de fenómenos volcánicos en el interior del núcleo. He aquí nuevamente el "cóctel" de donde podría emerger vida.
En resumen " Venus es demasiado caliente, Marte demasiado frío, la Tierra es lo correcto!"
Y sin embargo........
Marte: En Agosto de 1996 en base a los hallazgos en el meteorito marciano ALH84001 se señalo la existencia de evidencias de vida en Marte (o al menos de la química de la vida) lo cual llevo a un no terminado debate (véase: La evidencia de vida en Marte sufrió un golpe crítico)
Ir a la NASA: Microscopic Imager: Sol 065Y ya por marzo del 2004 uno de los robots que la NASA puso en la superficie de Marte, amén deconfirmar la existencia de agua ya indicada por experiencias previas y por la sonda europea de la ESA, nos muestra algo intrigante: un objeto de apariencia artificial. Quizás un futuro chasco, pero, que extraordinaria esta misión a Marte, esférulas, sales y por si algo faltara......OVNIS, ma sii..........quizás el mismo que un par de días después anduvo por el Río de la Plata.
La vida parece haber comenzado prematuramente en la historia de la Tierra aparentemente construida con "extrema facilidad" a partir de componentes básicos, por lo tanto del sondeo del universo deberíamos, en términos probabilísticos, encontrarla en los lugares donde se dan las hipotéticas condiciones que la originaron o bien, en caso de no encontrarla replantear la hipótesis (y esto no sería ni la primera ni la última vez que se haga.....)

La edad de la Tierra

Los métodos de datación radiométrica, basados en la velocidad de desintegración de los isótopos radioactivos (descubiertos en los fines del siglo 19), sugieren que la tierra tiene una antigüedad de alrededor de 4.500 millones de años, la roca más antigua que se conoce tiene alrededor de 3.960 millones de años.
La historia de la Tierra se divide por convención en tres eones:
bulletArcaico, abarca desde el origen del planeta hasta hace unos 2.500 millones de años,
bulletProterozoico, duró hasta hace unos 2.000 millones de años
bulletFanerozoico, comenzó hace unos 570 millones de años
Se sabe relativamente poco de lo ocurrido antes de 570 millones de años, por lo que este período se denomina generalmente comoPRECÁMBRICO.
Desde entonces, hasta el presente el registro es abundante y se subdivide entonces en tres ERAS, que a sus vez se vuelven a dividir en Períodos y estos a su vez en Épocas.

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