¿De dónde vino la vida?
Los científicos han podido responder a muchas preguntas difíciles como, «¿Por qué brilla el sol?» y ‘¿Por qué el cielo es azul?’ Sin embargo, muchas preguntas aún no han sido respondidas, incluida la importante de cómo comenzó la vida en nuestro planeta. La teoría celular nos dice que las células, las unidades básicas de la vida, solo pueden provenir de otras células. En ese caso, ¿de dónde vinieron las primeras células? ¿Cómo fueron las primeras células? ¿Eran similares a las células que vemos hoy en día o funcionan de diferentes formas?
Tierra primitiva
La Tierra tiene unos 4.500 millones de años. (¡Son muchas velas para el pastel de cumpleaños!) Sin embargo, la Tierra no siempre fue como es hoy. Así como has envejecido desde que naciste, también lo ha hecho la Tierra. Al principio, la atmósfera de la Tierra probablemente estaba llena de dióxido de carbono, hidrógeno, vapor de agua y amoníaco. Es posible que notes que falta un componente muy importante en esta atmósfera primitiva: el oxígeno que respiramos.
Los elementos presentes en la atmósfera de la Tierra primitiva son los mismos presentes en muchas moléculas orgánicas como los azúcares. Los experimentos realizados por primera vez en la década de 1950 por Stanley Miller y Harold Urey mostraron que, dadas las condiciones adecuadas, los gases que se encuentran en la atmósfera de la Tierra primitiva podrían haberse unido para formar moléculas orgánicas sin células vivas presentes en el medio ambiente. Los experimentos de Miller-Urey inspiraron futuras investigaciones que revelaron que muchos compuestos, como el ADN, podrían producirse sin la presencia de células vivas.
¿De dónde vinieron las primeras células?
El proceso de evolución lleva mucho tiempo. Probablemente pasaron cientos de millones de años desde la formación de moléculas orgánicas hasta el desarrollo de células autoreplicantes reales. Este proceso gradual involucró moléculas autorreplicantes de ARN (primo del ADN) que se desarrollaban dentro de las membranas. La contención en las membranas permitió que las moléculas interactuaran más fácilmente. A medida que estos bits autorreplicantes se volvieron cada vez más eficientes, surgieron las primeras células verdaderas.
Metabolismo en las primeras células
El metabolismo es el proceso que utiliza una célula para convertir la energía de los alimentos en energía que puede utilizar para realizar su trabajo. Las teorías científicas sobre el medio ambiente de la Tierra primitiva, combinadas con la investigación de diferentes tipos de metabolismo, han formado la base de hipótesis sobre cómo las primeras células podrían haber obtenido y utilizado energía.
Un heterótrofo es un ser vivo que obtiene su energía de fuentes externas. (El prefijo hetero significa «diferente» u «otro»). Los animales y los hongos son heterótrofos. La hipótesis del heterótrofo sugiere que las primeras células probablemente eran heterótrofas y se habrían alimentado de moléculas orgánicas que se habían producido sin células. Para extraer energía, estas células habrían tenido que depender de un proceso llamado fermentación . La fermentación implica descomponer los alimentos para producir energía sin usar oxígeno.
Un autótrofo es un ser vivo que puede producir su propia energía. (El prefijo auto significa ‘yo’). Las plantas son autótrofas. Los autótrofos habrían evolucionado más tarde, porque convertir la energía de la luz solar en energía alimentaria es un proceso complicado. La fotosíntesis tomaría dióxido de carbono de la atmósfera, lo combinaría con la energía del sol y lo convertiría en azúcar para que lo usara la célula. Uno de los productos de desecho de la fotosíntesis es el oxígeno.
Después de que el oxígeno comenzó a llenar la atmósfera, las células encontraron una forma de utilizarlo para producir más energía. El proceso de descomposición de los alimentos utilizando oxígeno, denominado respiración celular , pronto fue utilizado por muchas células autótrofas y heterótrofas. Esta fue una gran mejora, ya que la respiración celular es mucho más eficiente que la fermentación. Durante muchos millones de años, el nivel de oxígeno en la atmósfera de la Tierra aumentó a los niveles que tenemos hoy.
Resumen de la lección
La atmósfera de la Tierra primitiva tenía todos los ingredientes para producir las moléculas que nuestras células todavía usan hoy. A medida que estos ingredientes se unieron, probablemente surgieron las primeras células. Probablemente eran heterótrofos que se alimentaban de las moléculas orgánicas que se habían formado por sí mismas. Con el tiempo, algunas células aprendieron a producir su propia fuente de alimento. Estos autótrofos llenaron la atmósfera de oxígeno, brindando a los seres vivos la oportunidad de utilizar la respiración celular y generar energía de manera más eficiente.
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