TEMA 3. ORIGEN DE LA VIDA II (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Evolución
Año del apunte 2016
Páginas 11
Fecha de subida 14/04/2016
Descargas 7
Subido por

Descripción

APUNTES REALIZADOS CON EL MATERIAL VISTO EN CLASE Y COMPLEMENTADO CON BIBLIOGRAFIA

Vista previa del texto

EVOLUCIÓ Tania Mesa González 3º CURS BIOLOGIA UAB TEMA 3: ORÍGEN DE LA VIDA II QUINA ÉS LA EDAT DE LA TERRA? - Segons els filòsofs grecs, la vida de la Terra era eterna.
- Posteriorment Leclerc en el 1778 va datar l’edat de la Terra en 75000 anys.
- Més tard, en 1830 Lyell es va dir que la vida del Planeta encara és més antiga.
- Darwin datar l’edat de la Terra en 400. 000.000 anys.
- A. Holmes va datar l’nici del Fanerozoico fa 600 milions d’anys.
- Finalment Lord Rutheford al 1929 va datar sense mètodes l’edat de la Terra en 3400.000.000 anys.
- Finalment en el 1956 Clair Patterson mitjançant marcatge radioactiu, va veure que la vida de la Terra era de 45550 ± 70 milions d’anys.
 Ho va fer mitjançant registres de plom.
LA VIDA La vida en la Terra va aparèixer més tardanament. Mitjançant diferents descobriments es va estimant quines van ser les primeres formes de vida, i en quina edat es pot estimar la seva aparició.
- Es creu que fa 580 milions d’ants es troba la fauna del Fanerozoic  vida animal visible.
- També s’han trobat altres registres fòssils, que marquen que ja existia la vida: a) Gales  precàmbric/ càmbric.
b) Roques sedimentaries de 200 milions d’anys  Gunflint  Ontario c) A finals dels anys 70 Awramoik a California va trobar els fòssils més antics, amb una datació de 3500 milions d’anys  es troben fòssils de Warrawoona, on hi ha organismes similars als cianobacteris actuals.
- Es creu que la primera forma de vida va aparèixer fa 3500 milions d’any.
- Actualment les roques més antigues trobades són a Isua, Goenlandia  aquestes roques no presenten registres fòssils.
Principals esdeveniments en la història de la formació de la Terra i de la vida: Milions d’anys des de l’actual Èpoques 4500± 70 Esdeveniments Origen de la Terra 4500-3900 Hadeano 2500-580 Proterozoico Atmosfera amb oxigen d’origen biològic.
580- actualitat Fanerozoico Radiació evolutiva dels animals i de les plantes.
- Al protezoico  comencen a aparèixer formes de vida en diferents organismes. Això es pot saber a causa del canvi que es dona en l’atmosfera en la quantitat d’oxigen que presenta.
Altres esdeveniments importants són: Milions d’anys des de l’actual Esdeveniments 4600 Formació del Sistema Solar 4500 Solidificació de la Terra  formació del mantell i del nucli 3800 Biopoiesis 2500 Aparició de l’oxigen a la Terra per acció dels cianobacteris 2200 Desenvolupament del metabolisme aeròbic 1500 Desenvolupament de la cèl·lula eucariota - Biopoiesi  teoria que considera que la vida no va sorgir únicament, si no que aquesta va anar evolucionant en diferents ambients tot i que només en alguns va prosperar.
 Es a dir, reafirma que a part de l’aparició de la vida, aquesta necessita tenir una continuïtat en un nínxol biològic que permeti establir relacions i formar comunitats.
LA TERRA, UN PLANETA BIOLÒGIC La Terra ha sigut un planeta biològic des de una edat molt jove, i durnat molts anys de la història del planeta, aquesta vida s’ha donat en forma microbiana.
Els estromatòlits són roques calcàries on van quedar fossilitzats els organismes.
- Els més antics són els de la Ishua.
- Es formen a partir del dipòsit de carbonat de calci.
Molts cops no troben en si els microorganismes, però si restes de la seva activitat metabòlica  per marcadors químics: a) Lípids del petroli  els lípids es poden conservar, però no les proteïnes i àcids nucleics, ja que aquests es degraden molt ràpidament.
b) Marcadors bioquímics indirectes: 1. Fixació del CO2 ja que el que es fixa sobre tot és el carboni 12 com a efecte de la fotosíntesis.
 Si trobem aquest carboni fixat, sabem que ha hagut activitat microbiana, tot i que no trobem el registre fòssil del microorganisme.
 La màxima producció primària s’estima que es va donar en els oceans.
2. Sulfat  al estudiar la activitat del sulfat reductor (S32), que utilitza el sulfat (de forma anaeròbic) com a acceptor d’electrons, passant-lo a sulfit, que es pot marcar amb S32.
En una terra inicial es trobava: - Volcans - Aigües termals - Roques que poden tenir o no vida en el seu interior - Es té la idea de que un origen i havia una forta radiació ultraviolada.
- Que els oceans eren poc profunds i altament alcalins.
ESTROMATOLITS: Formacions rocoses on s’han fossilitzat diferents microorganismes y part de la seva activitat química.
Les cèl·lules primitives havien de viure en condicions anoxigèniques.
- Alguns exemples serien les cèl·lules que realitzen la fotosíntesis anoxigènica que es serveixen de poder reductor (àcid sulfhídric como a acceptor d’electrons).
- Els més antics son els de l’àpex Chert d’Austràlia.
 Es troben micobacteris molt similar als Chloroflexus  recorden als cianobacteris filamentosos actuals  També es troben filaments de cocs  Es troben cianobacteris cocals que s’envolten de lípids.
- A Australià, es on estan els estromatòlits més importants.
- No tots els estromatòlits es formen iguals, però tots es formen a partir de la precipitació de CaCO3  carbonat càlcic: a) Columnars  per la precipitació (amunt cap avall) del carbonat. No forma columnes grans.
b) Laminars  es el que més s’assembla amb els tapissos microbians actuals. Amb ells es poden datar l’antiguitat de la formació.
- Avui en dia s’estan formant estromatòlits a Shark Bay. En els seu interior veiem filaments de microorganismes actuals.
- Despista molt la idea de que els estromatòlits es formessin amb les condicions de la terra primitiva, i que ara es continuïn formant sent les condicions diferents.
 Però es confirma que es troben en diferents indrets.
 Es a dir que poden estar a diferents ambients de alcalinitat y temperatura (poden suportar ambients més extrems a part dels actuals).
 També s’ha pogut demostrar que aquests estromatòlits es poden formar a baixes temperatures.
 Per aquests motius, actualment podem trobar aquestes formacions d’estromatòlits en diferents parts del planeta.
- Extinció dels estromatòlits  perquè si en un moment determinat van colonitzar la Terra, aquests es van extingint progressivament amb el pas del temps?.
 Es va veure que passava perquè estan en una etapa (arqueana època d’origen de la vida) amb oxigen i llavors existeixen depredadors que eliminen la formació rocosa  aquesta hipòtesis no s’ha pogut demostrar, perquè igualment en l’actualitat existeixen depredadors, i els estromatòlits es continuen formant, per tan es creu que directament la formació ha disminuït.
ARBRE FILOGENÉTIC: - Amb marcadors universals  alguna molècula que existís des de l’origen de la vida fins a l’actualitat , que ens permeti veure com ha anat evolucionant la vida de la Terra.
 Ha d’estar prou conservada en els organismes per a poder establir les relacions entre uns i altres.
 A part ha de ser una molècula rou compartida entres els éssers per a poder establir una relació filogenètica.
 Hi ha una fracció de 16sRNA que està molt conservada i que està compartida per la gran part dels organismes.
 Amb l’estudi d’aquesta molècula s’ha pogut veure que hi ha distancies filogenètiques més curtes entre grups molt diferents que entre grups de bacteris que són més semblants, per tant és una bona eina per a poder realitzar organitzacions de l’arbre filogenètic.
Els bacteris abans es classificaven només en termòfils i no termòfils, però tots ells tenien en comú que podien viure en ambients molt extrems (alcalinitat, temperatura, etc.).
- Arqueo  es va donar el nom perquè es creia que era molt primitiu, tot i que en realitat no ho són tant.
 Eucaria, Eubacteris i Arqueobacteris  bacteris que poden viure en ambients molt extrems, i per això es pensava que eren molt primitius.
 Però a més de buscar a LUCA, es van trobar bandes més antigues que a aquestes amb aquells microorganismes que pertanyien a termòfils.
 Els metanogens  són molt importants, perquè es creu que podrien ser els primers essers vius de la Terra. Es creu que la Terra amb tant metà es podria haver tornat una bola de foc, però que això no va passar perquè aquestes molècules de metà van reaccionar formant hidrocarburs que van donar lloc a l’efecte hivernacle.
  Actualment s’ha vist que hi ha molt metà.
Microorganismes de salinitat elevada  Halobactrium i posteriorment encara es van descobrir alguns més halòfils: Natronococcum/Natronobacterium.
 Halòfils no extrems  la halofilia no es considerada un paràmetre tan extrem com la termofília, ja que aquests organismes es poden adaptar a condicions més o menys salines, però no a canvis de temperatura.
ENDOSIMBIOSIS: - Es creu que els mitocondris i els cloroplasts eren bacteris independents prèviament.
- També es postula que els cilis i flagels eren antigues espiroquetes que es van unir per a donar mobilitat.
ATROBIOLOGIA  BIOSENYALS És la ciència que estudia l’origen de la vida i la seva presència i influencia en l’Univers.
Aquesta es va fer varies preguntes: a) Com va sorgir la vida a la Terra? b) Pot haver vida en altres planetes? Com va sorgir aquesta? c) És la vida un accident? d) É la evolució un fenomen universal? Durant molt temps, es va pensar que la vida havia sorgit en la superfície.
- Però aqueta idea xocava amb les elevades radiacions UV que es donaven en aquell moment, ja que no existien els mecanisme de reparació.
 Per aquest motiu es va creu que la vida en realitat es va donar en les profunditats (com en les fonts termals).
A més es va establir que aquestes primeres formes de vida no eren fotosintètiques si no que eren quimiolitoautotrófics, es a dir, que oxida compostos inorgànics reduïts com l’H o el sulfhídric, produint com a resultat grans quantitats de C orgànic per a poder donar la vida al seu voltant  es va donar a fotosíntesis fosca.
Lovelock defensa que un planeta en el que hi hagi vida, el que s’ha d’estudiar la composició dels gasos, que ha de ser inestable  a causa dels organismes que consumeixes i aporten gasos constantment a l’atmosfera.
 Per aquesta raó, como que l’atmosfera de Mart és estable, ja va dir que no hi havia vida.
TAPISSOS MICROBIANS I ESTROMATÒLITS: - Els tapets microbians s’han considerat com rèpliques vives de les roques més antigues del planeta.
 - Un tapís de 1 mm triga 1 any en formar-se.
En les salines del Delta de l’Ebre en les salines de la Trinitat s’han trobat tapissos microbians importants.
 Troben varies capes de micobacteris: a) Cianobacteris i algues  Scendesemus spp. i Geitlerinema spp.
b) Microalgues c) Bacteris vermells del sofre d) Bacteris negres sulfats reductors  generen sulfhídric que puja cal a la capa superior, permetent als bacteris vermells establir-se.
- La catifa verda demostra que els cianobacteris tenen una capacitat d’adaptació extraordinària.
VIDA SENSE OXIGEN: Als 2400 milions d’anys  es formen bandes de ferro vermell arreu del món en una època determinada per la absència de l’oxigen en la terra. Se sap que les bandes s’han format quan el ferro era soluble, que es en condicions anòxies.
- Aquestes bandes es coneixen com a BIF.
- Es podien dur a terme perquè sense oxigen el ferro es pot desplaçar sense patir un procés d’oxidació.
- Van desapareixen amb l’aparició de cianobacteris i per tant amb l’aparició de l’oxigen.
 Aquestes bandes en els oceans actuals no es poden formar perquè com hi ha oxigen, el ferro és insoluble, i per tant aquest no es pot transportar.
 Aquestes bandes han permès mostrar que els oceans primitius eren molt diferents als actuals.
Metà com a regulador de clima: - Sempre suposant que els primer microorganismes eren metanógens.
- La producció de metà en la terra es biogènica, produït per microorganismes.
- Però en un inici no es sabia si era per erupció volcànica o pels microorganismes.
 Es creu que abans de la primera glaciació la Terra es podria haver convertit en una bola de foc a causa de la elevada concentració de metà i de les elevades temperatures causades també per aquesta elevada concentració de metà.
 Es qüestionen com es que es podien escalfar tant la Terra  això indica que ja hi havia activitat dels microorganismes a causa de la presencia de metà que crea efecte hivernacle.
 Que la Terra no es convertís en una bola de foc, es deu a que per la falta de CO2, el meta es va unir entre ells de tal manera que es van crear hidrocarburs, que feia que els rajos del Sol rebotessin.
 Quan va a parèixer l’oxigen es va tornar a fer “l’atmosfera” flexible per a que deixes a passar llum.
- Una altre proposta per a que s’escalfés la terra era per la presencia de CO2 y amoníac, que tenen efecte hivernacle i podien escalfar la Terra.
 Aquest aspecte es va descartar perquè hauríem d’haver produït siderita i no s’ha trobat.
Per tant, es creu que és el metà el que va regular el clima de la Terra fa milions d’anys .
- El metà absorbeix a una determinada longitud d’ona i reflexa en fluorescent, això fa pensar que es pugui trobar vida a Tità (satélit de Saturn).
AMBIENTS EXTREMS PER A LA VIDA Vida en ambients àcids: Les investigacions afirmen que la vida es podia haver format en ambient àcid en comptes de en ambients alcalins.
 En ambients molts àcids  Minas del Rio Tinto  compta amb un pH molt baixos, però en canvi presenta una gran varietat de microorganismes.
Vida en la profunditat dels oceans: - Vida molt extrema en molts paràmetres  temperatura, erosió molt gran, etc.
 Es troben els cucs mes grans del planeta, que tenen un color vermell. En el seu interior no hi ha tub digestiu, si no que hi ha un sac que era un trofosoma, que és un sac de bacteris quimiolitoautrófos, que obtenen matèria orgànica de fixar el CO2. El microorganismes a canvi obtenen protecció a les condicions externes.
 Oxiden compostos que donen molta poca energia.
Thermoplasma: - És un gènere dels microorganismes del domini de les Arqees.
- Viu en ambients àcids i d’altes temperatures.
- És anaeròbic facultatiu que oxida sofre.
- No té paret cel·lular, però si una membrana única composada per lipoglicans  és el responsable de la estabilitat àcida i tèrmica de la membrana.
- Tenen un gran nombre de flagels.
Bacteris termòfils: - Hi ha alguns que són acidòfils i d’altres que no.
a) Sulfolobus  el sofre dona la energia (quimiolito) b) Archaeoglobus  quimiolito anaeròbic, perquè el sulfat accepta electrons. La font de carboni la doina el CO2. L’energia li dona el H2.
c) Metanogens  la font d’energia es l’H2. El carboni el capten del CO2. Son molt eficients per a crear metà.
d) Thermoproteus  quimioorganottrofs. Dels compostos orgànics dona CO2.
VIDA EN L’INTERIOR DE LES ROQUES: La vida microbiana es troba en el interior de les roques granítiques.
- Els microorganismes intervenen en la formació i la destrucció de les roques.
VIDA SENSE AIGUA: - Sabem que en tots els altres paràmetres hi ha excepcions fora de la regla.
- Actualment se sap que per a que un microorganisme sobrevisqui sense aigua ha de ser en forma d’espora.
- També hi ha moltes estratègies, que es envoltar-se molt de polisacàrids o trobar formes que queden “estàtiques” sense arribar al grau de la espora.
- No obstant si parlem d’aigua 0 aquesta forma de vida no es concep.
- Actuals investigacions en els deserts i en l’Antàrtida s’han trobat coses molt interesants.
 En Yungaiy es van analitzar mostres on les roques no presentaven tapissos, però que aquestes roques en el seu interior tenien microorganismes fotosintètics.
 A aquestes formes de vida se li anomena endolítics. És van classificar com trofocidiopsis i tenen formes cocals.
 L’aigua que poden obtenir ho fan mitjançant la condensació.
 Aquestes roques estan formades per un conjunt de minerals que deixen un mínim de llum i de vapor d’aigua.
L’Antàrtida presenta vida, per sota del gel on hi ha aigua líquida.
- En el llac Vostok és on més vida es va trobar. Es va fer una campanya col·lectiva per extreure aquesta aigua preservant les condicions.
 Les mostres que es van trobar que hi havia endolítica.
 Si els cultivem van aparèixer microorganismes filamentosos.
RADIOLOGIA DE LA TERRA Y MART: VIDA EXTRATERRESTRE.
Microorganismes Terra Analogia amb altres planetes Rio Tinto A Mart  composició i aparença al Sol Altes dosis de radiació UV Antàrtida (Ross Desert) Fred molt intens Sequedat extrema Antàrtida (Llac Vostok) Hipòtesi de la vida fonamentada en metà Possible vida en aigua líquida per sota del gel.
Titàn  Riquesa de compostos orgànics.
Methanopyrus Viu fins al 122 ºC Termoplasma Viu en ambients extrems sense oxigen Picrophilus Són els més acidòfils Pyricoccus Anaeròbic, termòfil i fermentador Thermococcus Fa servir el sofre com a acceptador d’electrons Arcaeoglobus Oxida hidrogen Pyridictium Fa servir el sofre com acceptor d’electrons i és termòfil.
Sulfolobus Fa servir el sofre com a acceptor, son aerobis.
...

Comprar Previsualizar