Biología

Origen de la vida

La biogénesis tiene dos significados. Por un lado es el proceso fundamental de los seres vivos que produce otros seres vivos. Ejemplo, una araña pone huevos, lo cual produce más arañas. Un segundo significado fue dado por el sacerdote Jesuita, científico y filósofo francés Pierre Teilhard de Chardin para significar de por sí el origen de la vida.

La biogénesis es aquella teoría en la que la vida solamente se origina de una vida preexistente (que ha existido antes) Todos los organismos visibles surgen sólo de gérmenes del mismo tipo y nunca de materia inorgánica. Si la vida alguna vez se originó de materia inorgánica, tuvo que aparecer en la forma de una célula organizada, ya que la investigación científica ha establecido a la célula como la unidad más simple y pequeña de vida independiente visible.

Esta teoría se contrapone a la teoría de la generación espontánea

«La génération spontanée est une chimère» («La generación espontánea es un sueño», la frase en francés alude más a su carácter quimérico) (Louis Pasteur).

Los resultados empíricos de Pasteur (y otros) se resumen en la frase, Omne vivum ex vivo (o Omne vivum ex ovo, en latín "Toda vida es de vida"). También conocida como la "ley de la biogénesis". Demostraron que la vida no se origina espontáneamente de cosas no-vivas presentes en el medio.

Se conoce como generación espontanea al origen de la vida a partir de materia inerte. Este planteamiento dominaba el mundo científico desde la época de los filósofos griegos. Es así como Aristóteles sostenía que animales y plantas se originaban por generación espontánea, es decir, espontáneamente a partir de restos de seres vivos en descomposición, del barro o la basura.

La hipótesis de la generación espontánea fue rechazada por Francesco Redi (1626-1697), quien en 1665 demostró que los gusanos que eran detectados en la carne provenían de las larvas de moscas, que no aparecían si se protegía la carne con una malla fina. La aparición espontánea de microorganismos que descomponía la materia orgánica fue más difícil de refutar, ya que los microorganismos eran muy pequeños y no se podían ver claramente si provenían de otros antecesores o bien de la materia inerte. El científico J. T. Needham (1713-1781) propuso que las moléculas inertes podían reagruparse para dar lugar a la aparición de microorganismos. Para poner a prueba esta idea Lazzaro Spallanzani (1729-1799) realizó una serie de experimentos que demostraron que la presencia de microorganismos puede evitarse si los medios en donde proliferan son previamente hervidos y se mantienen cerrados herméticamente. Finalmente, Louis Pasteur (1822-1895), alrededor de 1860, demostró que en el aire hay gran cantidad de microorganismos que son los responsables de la descomposición de la materia orgánica.

Biogénesis simula de un forma visual los procesos involucrados en la evolución de los organismos unicelulares en la naturaleza. Intenta ser una aproximación didáctica a las ideas de mutación o evolución y también se puede disfrutar como entretenimiento. Pretende servir como soporte para mostrar a los estudiantes algunes hechos biológicos básicos.

La idea de Biogénesis está tomada de Primordial Life pero es un proyecto independiente.

A continuación hay algunos de los objetivos principales que este proyecto esta intentando alcanzar:

• La aplicación debe ser multiplataforma.
• Deben existir traducción a muchos idiomas. En este momento, solo hay traducciones al catalán, al español y al inglés.
• La representación debe ser abstracta y simplificada, pero debe permanecer cientificamente exacta.
• Debe estar mantenido activamente.
• La aplicación debe contener una buena documentación.
• Debe ser divertido.

Toda la simulación se realiza a través de organismos formados por segmentos de colores. Cada color tiene un significado, por lo tanto es fácil saber qué hace un organismo solo con mirarlo. Los organismos se reproducen y sus descendientes son similares pero tienen algunas mutaciones que les hacen únicos. Solo aquellos que obtienen mutaciones positivas serán capaces de sobrevivir y reproducirse, con lo que la evolución ocurre.

Los organismos tienen distintos metabolismos, e interacuarán tanto con otros organismos como con el ambiente, que a su vez se ve afectado por los procesos biológicos que tienen lugar.

Algunos de los conceptos presentes en Biogénesis son:

• Evolución
• Mutación
• Código genético
• Metabolismo
• Fotosíntesis
• Respiración
• Ciclo del carbono
• Ciclo del oxígeno
• Factor limitante
• Ecosistema

BIOGÉNESIS

En el mismo siglo XVII, otro médico y biólogo llamado Francisco Redi, realizo varios experimentos sobre la generación espontánea y planteó su desacuerdo con esta teoría. Redi llevó a cabo un experimento para poder comprobar que la hipótesis de la generación espontánea no es cierta.  Su experimento consistió en colocar cuatro frascos que contenían carne, algunas serpientes, peces y anguilas y los selló completamente. También colocó cuatro frascos más que contenían los mismo a elementos, pero esta vez los dejó abiertos. Después de unos días los frascos abiertos presentaron gusanos y otros organismos mientras que los frascos sellados permanecieron intactos y sin la presencia de formas vivientes. Redi concluyó que la vida sólo puede surgir de una vida preexistente y esta teoría se le conoce como "biogénesis". A pesar del experimento de Redi, la teoría de la generación espontánea no fue derrotada, ya que esta hipótesis se había creído cierta durante mucho tiempo y no era fácil dejarla de lado tan rápidamente. El biólogo holandés, Antón van Leeuwenhoek, perfecciona, pocos años después del experimento de Redi, un microscopio simple y con él examina varias sustancias en la cuales encuentra organismos vivientes muy pequeños y que no se conocía de su existencia anteriormente. Este hecho dio nuevas esperanzas a la teoría de la generación espontánea. Leeuwenhoek no se dedicó a buscar soluciones ni a apoyar uno u otra teoría, él sólo dio a conocer sus observaciones y dejó los experimentos a otros. En 1745, John Needham, realiza un experimento, en el cual calentó varias sustancias que contenían pequeñas partículas de alimentos, los selló y volvió a calentar y luego de unos días observó formas vivientes. Este experimento sirvió para reafirmar la teoría de la generación espontánea. Sin embargo, años más tarde, Lazzaro Spallanzani, llevó a cabo otro experimento que consistió en llenar varios envases con jugos vegetales, los cuales selló y calentó hasta que hirvieran por una hora. Luego de esto no se observaron formas vivientes, resultado que cuestionó el experimento de Needham, pero no lo derrotó, ya que éste expuso que Spallanzani había destruido el principio activo de las sustancias, por lo que su experimento no tenía validez.  Para el año 1860, el francés, Luis Pasteur se interesó en este problema del origen de la vida. Este importante biólogo demostró que en el aire se pueden encontrar numerosos microorganismos y que cualquier materia no viviente puede contaminarse a causa de estas bacterias presentes en el aire y pudo comprobar que estos organismos no aparecían si las soluciones de los alimentos han sido cuidadosamente esterilizadas. A pesar de los importantes experimentos de Pasteur, la teoría de la generación espontánea todavía no era derrotada y el argumento de Needham acerca de la destrucción del principio activo no se le había podido encontrar respuesta alguna. Pero luego de una encontrada controversia que duró algunos años, Pasteur pudo dar muchas respuestas gracias a su experimento de los matraces con cuello de cisne.  Pasteur llena de varios líquidos, como levadura de cerveza, agua de levadura de cerveza con azúcar, orine, jugo de remolacha y agua de pimienta, algunos matraces con el cuello alargado y curveado en forma de cuello de cisne, los cuales fueron hervidos pero permitiendo la entrada de aire a través de estos cuellos. Mientras el líquido se enfriaba se podía observar como en la curvatura humedecida del cuello del matraz podían encontrarse organismos vivos que entraban con el aire y se depositaban en ese lugar sin entrar al líquido dentro del recipiente, manteniéndolo intacto. En este experimento se demostró que se mantenía la capacidad para mantener la vida, se le permite la entrada del principio activo del aire a los recipientes y aún no se observa ningún organismo vivo en las soluciones, las bacterias, que provienen del aire se depositan en la curvatura del cuello y una vez que se rompe este cuello, la solución se contamina y es cuando aparecen los organismos.  Gracias al experimento de Pasteur la teoría de la biogénesis toma fuerza, pero esta hipótesis todavía presenta interrogantes que se debían responder.  Una de las preguntas que nacen de la teoría de la biogénesis es si todos los seres vivos tienen un antepasado común, y de ser así, cómo es posible que existan una variedad tan grande de organismos. Aunque esta pregunta es respondida en gran parte por la teoría de la evolución, pero de todas formas nos queda otra importante interrogante que argumenta que si la vida es originada por otro organismo vivo, de dónde se originó la primera forma viviente. Para responder esta pregunta se han realizado también varias hipótesis. Una de ellas es que la vida llegó a la tierra en forma de bacterias, partículas de polvo o meteoritos provenientes del Universo, pero esta teoría no es tan válida ya que con ella sólo se explica el origen de la vida en este planeta, más no el origen de donde este organismo provino. El otro inconveniente de esta teoría es que estas partículas tuvieron que soportar grandes cambios de temperatura y de radiación, lo que hace que se cuestione que estos organismos hayan sido tan resistentes. Otra teoría que se plantea es si los primeros seres vivos fueron formas autótrofas, es decir, que eran capaces de sintetizar su propia sustancia nutritiva. Algunos autótrofos usan la energía del sol para elaborar sus sustancias nutritivas otros utilizan energía que proviene de las reacciones químicas. De acuerdo a esta hipótesis la primera forma viva fue un ser que pudo ser capaz de elaborar su propio alimento. Esta hipótesis también presenta inconvenientes, ya que los autótrofos son organismos bastante complejos, por lo que se entiende que los primeros seres vivos fueron desde un primer momento sistemas complejos, lo que difiere de la teoría de la evolución que asegura que todo organismo complejo proviene de uno más simple. Puede aceptarse el hecho de que estos organismos simples fueran evolucionando lentamente hasta ser más complejos, lo que hace que esta teoría no sea totalmente falsa o incorrecta. La teoría de los autótrofos sostiene dos posiciones; la de un organismo complejo que se origino en un ambiente simple y la de un organismo simple que se origino en un ambiente complejo.  La otra teoría es la de si los seres vivos se originaron de formas heterótrofas, es decir, aquellas que no pueden elaborar su propio alimento, aunque puede ser capaz de elaborar algunos compuestos, pero depende de una fuente externa para su alimentación. El hombre y casi todos los animales somos heterótrofos.  Esta hipótesis sostiene entonces que organismos muy simples evolucionó muy lentamente a partir de materia no viviente bajo condiciones ambientales específicas. La teoría de la evolución de Darwin está muy ligada a estos planteamientos. Darwin sostuvo que podía concebirse la idea de que en una pequeña laguna tibia en donde se encontraran sales fosfóricas y amoníacas, luz, calor y electricidad, se hubiera podido formar, a través de procesos químicos, un compuesto proteínico donde se hubiesen podido crear cambios complejos.