Cuestiones Clave sobre la Vida y el Universo
1. ¿Qué es la zona de habitabilidad galáctica?
Región de la galaxia que se encuentra a una distancia óptima de su centro, lo que permite evitar la radiación excesiva emitida durante la formación estelar y favorece la aparición de planetas aptos para la vida.
2. ¿En qué consiste la zona de habitabilidad de una estrella?
Región alrededor de una estrella donde un planeta puede mantener una temperatura que posibilite la existencia de agua líquida (H₂O) en su superficie, condición esencial para la vida.
3. ¿Qué condiciones ha de tener un planeta para albergar vida?
- Estar en la zona de habitabilidad galáctica y estelar.
- Poseer un tamaño y una masa adecuados para generar una gravedad (g) suficiente que retenga una atmósfera.
- Presentar tectónica de placas para que la actividad volcánica origine dióxido de carbono (CO₂) y se produzca un efecto invernadero que mantenga una temperatura adecuada.
4. ¿Por qué el agua y el carbono constituyen el 98% de nuestro organismo?
- Agua (H₂O): Es el disolvente universal necesario para que se produzcan las reacciones químicas vitales.
- Carbono (C): Posee la capacidad de formar cuatro enlaces, lo que permite la creación de moléculas esenciales complejas: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
5. ¿Implica la proporción de los elementos químicos su importancia biológica?
No. Existen elementos químicos esenciales en nuestro cuerpo sin los cuales no podríamos vivir, a pesar de que se encuentran en menor proporción (ejemplo: el Hierro (Fe) es crucial para el transporte de oxígeno (O₂)).
Teorías sobre el Origen de la Vida
6. Explicar el experimento de Pasteur y qué demostró.
Demostró la no existencia de la generación espontánea. Pasteur utilizó matraces con cuello de cisne que contenían caldo nutritivo (hervido). Mientras el matraz permanecía sellado, el caldo no se descomponía; al exponerlo al aire, se contaminaba, probando que la vida proviene de vida preexistente.
7. Explicar el experimento de Miller. ¿Justifica este experimento la hipótesis de la sopa primordial?
Miller utilizó H₂O, metano (CH₄), amoníaco (NH₃) e hidrógeno (H₂), simulando la composición de la atmósfera primitiva. Usó electrodos para simular descargas eléctricas (rayos), logrando la obtención de moléculas orgánicas (aminoácidos). El experimento no justifica completamente la hipótesis de la sopa primordial, ya que las proporciones de gases utilizadas no reflejaban exactamente la atmósfera primitiva real, y no se obtuvo materia viva.
8. Describir la hipótesis de las fuentes hidrotermales.
Se fundamenta en la existencia de vida en las dorsales oceánicas. Se ha demostrado que estas fuentes hidrotermales (volcanes submarinos) liberan H₂, CO₂, CH₄ y H₂S. Se postula que el mineral de pirita (FeS) pudo actuar como catalizador en la formación de moléculas orgánicas complejas.
9. Explicar la hipótesis de la panspermia.
Se fundamenta en el descubrimiento de una gran variedad de moléculas orgánicas en el polvo cósmico por parte de los astrobiólogos. La presencia de estas moléculas en meteoritos como el Murchison sugiere que la vida pudo haberse originado fuera de la Tierra y llegado durante el intenso bombardeo que experimentó el planeta hace aproximadamente 3500 millones de años (edad del meteorito).
Primeros Pasos de la Vida en la Tierra
10. ¿Cuándo apareció la vida sobre la Tierra? ¿Cómo se ha demostrado?
La vida apareció hace aproximadamente 3500 millones de años. Demostración: Los seres vivos tienden a asimilar preferentemente el isótopo Carbono-12 (C¹²). Los sedimentos más antiguos encontrados en Groenlandia, que datan de esa época, muestran un enriquecimiento de C¹² (y un empobrecimiento relativo de C¹³), lo que indica actividad biológica.
11. ¿Cuáles fueron probablemente las primeras células?
Probablemente fueron bacterias anaerobias que obtenían energía mediante la fermentación de las moléculas orgánicas disueltas en el agua.
12. ¿Existía en la atmósfera primitiva oxígeno? Indicar cómo se ha demostrado y los responsables de su posterior aparición.
No existía oxígeno libre. Demostración: El mineral pirita (FeS₂) presenta estructuras diferentes en distintas capas geológicas. Las capas inferiores (más antiguas) son brillantes, mientras que las capas superiores (más modernas) están oxidadas. Responsables de la aparición: Las cianobacterias, a través de su metabolismo fotosintético, liberaron oxígeno (O₂) a la atmósfera.
13. Explicar cómo pudo originarse la primera célula eucariota.
Surge a través de la simbiosis entre diferentes células procariotas (bacterias). Esto dio lugar al sistema interno de membranas y a la incorporación de orgánulos clave, según la Teoría de la Endosimbiosis: las mitocondrias (a partir de bacterias aeróbicas) y los cloroplastos (a partir de bacterias fotosintéticas).
Evolución y Extinciones
14. Definición de Especie
Conjunto de organismos con semejanzas morfológicas que pueden reproducirse entre sí, dando lugar a descendencia fértil, y que presentan un aislamiento reproductivo respecto a otras especies.
15. Describir las pruebas que apoyan la teoría de la evolución.
- Paleontológicas: Estudio de fósiles.
- Embriológicas y Taxonómicas: Las características semejantes son resultado de un proceso evolutivo común.
- Bioquímicas y Genéticas: Incluyen respuestas inmunológicas y la secuenciación del ADN, que demuestran semejanzas entre especies evolutivamente cercanas.
16. ¿En qué consiste el Neodarwinismo?
El Neodarwinismo (o Teoría Sintética de la Evolución) surge de la combinación de la Teoría de la Evolución de Darwin con los descubrimientos de la Genética Mendeliana. Postula que la selección natural actúa variando las proporciones de genes dentro de una población, favoreciendo las combinaciones genéticas ventajosas y mejor adaptadas al ambiente.
17. Explicar las 2 extinciones masivas que han existido en la Tierra y sus principales causas.
- La Gran Extinción (Pérmico-Triásico): Ocurrió hace aproximadamente 250 millones de años, causando la desaparición de cerca de la mitad de las especies terrestres. Causa principal: Se atribuye a un vulcanismo masivo que provocó un calentamiento atmosférico global y una reducción drástica de la concentración de oxígeno en el agua.
- Extinción del Cretácico-Paleógeno (Dinosaurios): Ocurrió hace 65 millones de años. Causa principal: Impacto de un asteroide de unos 10 km de diámetro en la península de Yucatán (México), lo que generó una catástrofe ambiental global con cambios extremos de temperatura que exterminaron a las especies con mayores requerimientos alimenticios, como los dinosaurios.