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El Origen de la Vida

El Origen de la Vida. Archbishop James Ussher of Ireland In the late 1600's, he calculated the age of the earth based on the geneologies from Adam and Eve listed in the biblical book of Genesis. According to Ussher's calculations, the earth was formed on October 22, 4004 B.C. Eppur si muove

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Presentation Transcript

  1. El Origen de la Vida

  2. Archbishop James Ussher of Ireland In the late 1600's, he calculated the age of the earth based on the geneologies from Adam and Eve listed in the biblical book of Genesis. According to Ussher's calculations, the earth was formed on October 22, 4004 B.C.

  3. Eppur si muove Salviati (Dialogo sopra i due sistema del mondo, Galileo, 1638): Es mucho más probable que el movimiento diurno se deba a la Tierra sola que no al resto del Universo Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  4. Charles Darwin On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859)

  5. LOS ELEMENTOS DE LA MATERIA VIVA P I I I V I I I I I I I I I V V V I V G 1 H H 2 B C N O F 3 Na Mg Si P S Cl 4 K Ca V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Se 5 Sn I Mo * 6 W * 7 Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  6. Combustión de hidrógeno (T ca. 107 K) 1 4 4 H --- > He 1 2 Combustión de helio (T ca. 108 K) 4 8 2 He --- > Be 2 4 8 4 12 Be + He --- > C 4 2 6 12 4 16 C + He --- > O 6 2 8 Combustión de carbono (T ca. 1,4 x 109 K) 12 20 4 2 C --- > Ne + He 6 10 2 12 23 1 2 C --- > Na + H 6 11 1 16 28 4 2 O -- - > Si + He 8 14 2 16 32 2 O --- > S 8 16 Combustión de silicio (T ca. 1,8 x 109 K) 28 4 56 Si + n He --- > elementos hasta Fe 14 2 26 Síntesis de elementos químicos en el interior de las estrellas

  7. Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  8. Polvo de estrellas Las estrellas son los crisoles donde se generan los elementos químicos por fusión nuclear Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  9. Composición elemental de la corteza terrestre Elemento Porcentaje Elemento Porcentaje (en masa) (en masa) Oxígeno 49,4 Titanio 0,6 Silicio 25,8 Cloro 0,2 Aluminio 7,5 Fósforo 0,12 Hierro 4,7 Manganeso 0,10 Calcio 3,4 Carbono 0,08 Sodio 2,6 Azufre 0,06 Potasio 2,4 Argon 0,04 Magnesio 1,9 Nitrógeno 0,03 Hidrógeno 0,9 _____ _____ Total » 99 Total » 1

  10. Atmósfera Atmósfera Bioelemento actual primitiva H H OH 2 2 O 2 O OH 2 N N 2 NH 3 CO C 2 CH 4

  11. H 2 H O 2 descarga NH eléctrica 3 CH 4 frío calor Experimento de Miller, 1953 Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  12. Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  13. N H 2 C N C N C H C H 5 N C C H N N H ácido cianhídrico Adenina Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  14. Vida en la Tierra En una primera etapa, ciertos tipos de moléculas orgánicas se irían acumulando en las aguas oceánicas hasta formar una especie de “sopa primigenia” Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  15. El anillo tetrapirrólico Aspectos evolutivos Clorofilasy grupos hemínicos

  16. GRUPO HEMO CH CH CH 2 3 CH CH H C 2 3 N N Fe N N CH H C 3 3 CH CH 2 2 CH CH 2 2 COOH COOH Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  17. Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  18. b2 b1 a2 a1 HEMOGLOBINA (estructura cuaternaria)

  19. Max Perutz, the Austrian-born Nobel laureate who unravelled the structure of haemoglobin News in Nature (2002) 415, 724 - 725

  20. Evolutionary tree showing how the globin protein family arose, starting from the most primitive oxygen-binding proteins, leghemoglobins, in plants.

  21. Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

  22. luz energía biológica fotosíntesis anhídrido carbónico nitrógeno atmosférico nitratos sulfatos fosfatos carbohidratos lípidos proteínas ácidos nucleicos H2O + + O2 respiración Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  23. Antigüedad (millones de años) 5000 moléculas primitivas Formación de la Tierra (CH4 , NH3 , H2O, H2, SH2 , PH 3) (atmósfera primitiva) moléculas orgánicas prebiológicas evolución química y prebiológica polímeros prebiológicos Formación del 4000 núcleo terrestre primeras células (heterotróficas, procarióticas) Sistemas oceánicos estables, primeras rocas sedimentarias algas verde-azuladas (autotróficas, procarióticas) 3000 Producción biológica de oxígeno 2000 evolución biológica o darwiniana primeras células eucarióticas 1000 metazoos eucarióticos Niveles de O >3% 2 invertebrados Formación de los peces reptiles y anfibios, plantas terrestres continentes actuales mamíferos y aves 0 hombre

  24. How did life emerge? Organic from space Various steps thought to be involved in the origin of life on Earth. The shaded area represents the contribution from the metabolist theory to the overall scheme Bada & Lazcano (2002) Science 296, 1982-3

  25. The antiquity of RNA-based evolution Timeline of events pertaining to the early history of life on Earth, with approximate dates in billions of years before the present. G.F. Joyce (2002) Nature 418, 214

  26. Sulfolobusacidocaldarius (pH 3, 80ºC) Yellowstone National Park, USA Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  27. Alkaline hotspring (pH 8-8.3) Yellowstone National Park, USA Synechococcus Chloroflexus Thermocrinis Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  28. Temperature limits for life Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  29. pH limits for life Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  30. Cyanidium caldarium (pH ~3, 50ºC) Yellowstone National Park, USA Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  31. The BioPan halophile experiment: Expose to space environment in Earth’s orbit Synechococcus Dunaliella Haloarcula in a NaCl crystal Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  32. Thermusaquaticus, the organism from which Taq polymerase was obtained. Yellowstone National Park, USA Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  33. Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  34. Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  35. Life in extreme environments Rothschild &Mancinelli(2001) Nature 409, 1092

  36. Materia, energía y vida Las criaturas vendrían a ser como pequeños torbellinos de orden dentro del desorden torrencial del Universo Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  37. Los orígenes del hombre

  38. Vida primitiva El instinto animal

  39. Cráneo Descubrimiento del fuego

  40. El uso de instrumentos

  41. De los pictogramas a la escritura

  42. Hebreo Cuneiforme Jeroglíficos Escritura china Alfabeto árabe

  43. La evolución de la escritura

  44. Caballero itálico Banquete romano De la guera a la civilización

  45. Las religiones en el mundo actual

  46. Características diferenciadoras de los seres vivos 1. Complejidad y alto grado de organización 2. Función específica, como por ejemplo: Ácidos nucleicos Información genética y Catálisis Proteínas Estructura y Catálisis Lípidos Estructura y Reserva energética Carbohidratos Estructura y Reserva en ergética 3. Extracción y transformación de materia y energía del entorno 4. Reproducción

  47. ¿Cuándo empieza la vida? Samuel Butler: A hen is nothing more than an egg’s way of making another egg Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  48. Niveles de organización biológica

  49. Nos arrogamos demasiada importancia a nosotros mismos si suponemos que cuidar de nosotros es el trabajo principal de Dios, más allá del cual no se extiende ni su sabiduría ni su poder Galileo Galilei (1524-1642) Diálogo sobre dos nuevas ciencias Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

  50. “I could stay young and chipper and I'd lock it with a zipper, if I only had a heart”, sang the Tin Man to his companions in the 1939 movie The Wizard of Oz. There is hope yet for the Tin Man. Spurred on by a severe shortage of donor organs for transplantation, bioengineers, cell biologists, and clinicians are combining their talents to design off-the-shelf replacement parts for the human body. Lavine et al. (2002) Science 295, 995

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