Audesirk – Audesirk – Byers BIOLOGÍA ORIGEN DE LA VIDA Y EVOLUCIÓN DE LAS ESPECIES HISTORIA DE LA VIDA EN LA TIERRA Del origen del Universo hasta nuestros días 1. Origen de Nuestro Planeta BIOLOGÍA 1.1 Origen del Universo Hace 15 mil millones de años, el Universo era una masa, densa y minúscula, en la que la energía y la materia se fusionaban en un estado único e incomprensible (caos). Después, se formaron partículas de materia y de antimateria, aniquilándose entre sí, en grandes explosiones de energía. Fue tan grande la energía liberada que los astrofísicos todavía siguen detectando su débil radiación hoy en día, prueba que apoya la “Teoría del Big Bang” aceptada para la formación del Universo. Aparecieron así, las galaxias, conformadas por estrellas y planetas. Además se formaron asteroides, cometas y demás fenómenos celestes. 2 BIOLOGÍA 3 BIOLOGÍA 1.2 Origen de la Tierra Los científicos sostienen que el Sistema Solar se originó hace cerca de 5 mil millones de años. En el extremo de un cúmulo inmenso de estrellas que formaban una galaxia de forma espiral, se empezó a condensar una nube pequeña, enriquecida con elementos pesados. El centro de la nube se contrajo y formó una estrella, que conocemos como Sol. En la nube de partículas que rodeaba al Sol, se aglomeraron partes más pequeñas y se formaron los planetas (cuatro interiores y cuatro exteriores, separados por un anillo de asteroides). De los cuatro planetas interiores, los dos más cercanos al Sol, Mercurio y Venus, se calentaron demasiado, mientras que el cuarto, Marte, se enfrió en un invierno perpetuo. El tercero, la Tierra, permaneció en una órbita en la que recibiría la intensidad justa de luz solar, lo que permitió que el agua existiera en forma líquida. 4 BIOLOGÍA 2. Historia de la Vida en la Tierra 2.1 Aparición de la Vida Se ha definido la vida como la condición que distingue a un organismo de la materia inerte. Signos indicativos de su presencia son el crecimiento, el metabolismo, la reproducción y la adaptabilidad. Así, en la Tierra la materia empezó a agitarse con una vitalidad no química en algún momento menos de 1000 millones de años después de su formación. A partir de la más simple de las criaturas, que no era mucho más que una molécula animada o protocélula, hace unos 3900-3500 millones de años, la vida en la Tierra evolucionó gradualmente hacia una mayor complejidad, a un ritmo cada vez mayor. 5 BIOLOGÍA 2.2 El Mar: Primeros Organismos Unicelulares Mientras la vida progresaba por un sendero evolutivo de 3500 millones de años, la naturaleza determinaba: adaptarse o morir. La primera gran crisis probablemente tuvo que ver con la energía. Los organismos más antiguos (células procarióticas) obtenían toda la energía que necesitaban a partir de los productos químicos del mar primitivo, pero llegó el momento en que esta materia prima empezó a escasear. Entonces, algunos organismos desarrollaron una alternativa a la dieta química, extrayendo directamente la energía del Sol. No sólo se salvaron, sino que su hábil estrategia abrió también el camino a muchas formas de vida venideras. Extrayendo carbono a partir del dióxido de carbono (CO2) del aire del joven planeta, mediante el proceso de fotosíntesis, estos organismos contaminaron la atmósfera de oxígeno (O2), un primer paso esencial para la vida en la Tierra. 6 BIOLOGÍA El primer paso para la transformación de las células procarióticas en eucarióticas, fue la aparición de los organelos en los que se lleva a cabo la producción de energía: las mitocondrias y los cloroplastos. ¿Cómo aparecieron estos organelos?. La hipótesis endosimbiótica es la más aceptada en la actualidad. Para explicar el origen de las mitocondrias, se plantea que bacterias aerobias fueron englobadas por células procarióticas anaerobias depredadoras, mejorando así su producción de energía; luego, éstas células, a su vez, englobaron a cianobacterias fotosintetizadoras (cloroplastos) obteniendo así energía a partir de la luz del Sol. En el transcurso de millones de años, la célula rudimentaria, capaz sólo de dividirse y replicarse, se transformó en un nuevo tipo de célula, que contiene las hebras de código genético en un núcleo, pasando mensajes hereditarios cada vez más sofisticados de una generación a la siguiente (célula eucariótica). 7 BIOLOGÍA Célula procariótica anaerobia y depredadora engloba un bacteria aerobia Bacteria aerobia Descendientes de la bacteria englobada evolucionan hasta convertirse en mitocondrias Cianobacteria fotosintética La célula que contiene mitocondrias engloba una cianobacteria fotosintética 8 Descendientes de la cianobacteria fotosintética evolucionan hasta convertirse en cloroplastos BIOLOGÍA 2.3 El Mar: Primeros Organismos Multicelulares Hace aproximadamente 1000 millones de años, aparecían los primeros organismos multicelulares: algas marinas, gusanos segmentados, medusas y peces poblaron el mar. Es casi seguro que los primeros organismos multicelulares fueron las algas, sin embargo, la falta de partes duras (susceptibles de fosilizarse) hace que no exista una total seguridad al respecto. Por entonces, las extensiones de tierra de los continentes, que yacían prácticamente estériles bajo una cortina de radiación UV solar sin filtrar, se volvieron gradualmente habitables. A unos 30 km de altura, una interacción entre la luz solar y el oxígeno de la atmósfera empezó a forjar una barrera invisible: la capa de ozono, que absorbe los tipos más dañinos de radiación UV. En el mar, hace 600 millones de años, el reinado de los grandes depredadores: artrópodos y tiburones, obligaba a grandes cambios evolutivos. 9 BIOLOGÍA 10 2.4 Poblamiento de Tierra Firme Hace aproximadamente 500 millones de años, al cesar el bombardeo letal UV, unas pocas criaturas emprendedoras se mudaron tentativamente del océano a la tierra: las primeras, las plantas. A partir de este instante, en sentido figurado del tiempo geológico, el gran despliegue de fuerzas de la vida empezó sobre la Tierra. Diferentes especies se extendieron hasta llegar a todos los rincones, y empujadas por el ímpetu de la selección natural empezaron a replicarse, interactuar y alterarse mediante mutaciones genéticas. Entre los animales, primero aparecieron loa arácnidos y anfibios. Luego, los dinosaurios empezaron su reinado de 140 millones de años, para después desvanecerse. Los cielos se llenaron de insectos, de formas voladoras de ciertos dinosaurios, y finalmente de aves de sangre caliente. Por último, surgieron los mamíferos... BIOLOGÍA primeros humanos formación de la Tierra primeras flores primeras rocas en la Tierra invasión de la tierra por las plantas MEDIANOCHE primeros animales primeros organismos multicelulares primeros procariotas HOY Hace miles de millones de años MEDIODÍA primeros eucariotas acumulación de oxígeno libre 11 BIOLOGÍA ERA PERÍODO ÉPOCA TIEMPO 4600 ARQUEOZOICA 12 PRINCIPALES SUCESOS Origen del Sistema Solar y de la Tierra. 4000-3900 Aparición de las primeras rocas en la Tierra. 3900-3500 Aparición de las primeras células procariotas. 3500 Origen de la fotosíntesis en las cianobacterias. 2200 Acumulación de oxígeno libre en la atmósfera. 2000-1700 1000 Aparición de las primeras células eucariotas. Primeros organismos multicelulares (invertebrados marinos de cuerpo blando). BIOLOGÍA 13 BIOLOGÍA ERA PERÍODO CÁMBRICO ORDOVÍCICO SILÚRICO ÉPOCA TIEMPO PRINCIPALES SUCESOS 544-505 Prosperan las algas marinas; origen de la mayor parte de invertebrados marinos; primeros peces. 505-440 Los invertebrados (artrópodos y moluscos) predominan en el mar; primeros hongos. 440-410 Muchos peces, trilobites y moluscos en el mar; primeras plantas vasculares; invasión de la tierra por las plantas y los artrópodos. 410-360 Prosperan peces y trilobites en el mar; primeros anfibios e insectos; primeras semillas y polen. 360-286 Bosques pantanosos de helechos arbóreos y licopodios; primeras coníferas; predominio de los anfibios; numerosos insectos; primeros reptiles. 286-245 Extinciones marinas masivas, incluyendo los trilobites; prosperidad de los reptiles; decadencia de los anfibios; los continentes se juntan: Pangea. PALEOZOICA DEVÓNICO CARBONÍFER O PÉRMICO 14 BIOLOGÍA 15 BIOLOGÍA ERA PERÍODO TRIÁSICO MESOZOICA JURÁSICO CRETÁCICO ÉPOCA 16 TIEMPO PRINCIPALES SUCESOS 245-208 Primeros mamíferos y dinosaurios; bosques de gimnospermas y helechos arbóreos; se inicia la separación de Pangea. 208-146 Predominio de dinosaurios y coníferas; primeras aves; los continentes continúan separándose. 146-65 Aparecen y predominan las angiospermas; extinciones masivas en el mar y la tierra, incluyendo los últimos dinosaurios; los continentes modernos quedan bien separados. BIOLOGÍA 17 BIOLOGÍA ERA PERÍODO TERCIARIO CENOZOICA ÉPOCA TIEMPO Paleoceno 65-54 Eoceno 54-38 Oligoceno 38-23 Mioceno 23-5 Plioceno 5-1.8 Pleistoceno 1.8-0.01 Reciente 0.01-… CUATERNARIO 18 PRINCIPALES SUCESOS Prosperidad generalizada de aves, mamíferos, insectos y plantas angiospermas; los continentes se desplazan hacia sus posiciones modernas; clima benigno al comienzo del período, con extensa formación de montañas y enfriamiento hacia el final. Evolución del género Homo; glaciaciones repetidas en el hemisferio norte; extinción de muchos mamíferos gigantes. NOTA: Tiempo en millones de años. BIOLOGÍA 19 BIOLOGÍA Fin