¿Cuál fue la primera especie en la Tierra y cómo se formó?

La primera vida en la tierra

La primera vida en la tierra
La Tierra pudo soportar la vida solo después de que el planeta se había enfriado lo suficiente como para que una corteza rocosa se solidificara. Una vez que eso sucedió, el vapor de agua de los volcanes se condensó en la atmósfera, cayó como lluvia y se acumuló en la superficie de la Tierra. Además del vapor de agua, los volcanes también produjeron gases ricos en los ingredientes básicos de la vida: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Los gases tóxicos como el amoníaco y el metano eran comunes. En este punto, la atmósfera primitiva de la Tierra consistía completamente en estos gases volcánicos, y no había oxígeno libre. En la “sopa” primordial de los primeros mares, las moléculas orgánicas se concentraron, formaron moléculas más complejas y se convirtieron en células simples.

La transición de moléculas orgánicas complejas a células vivas podría haber ocurrido en varios entornos. Los estanques pequeños y cálidos son una posibilidad, pero el trabajo reciente ha sugerido que los respiraderos hidrotermales de aguas profundas, como los que se encuentran hoy en los centros de expansión en el medio del océano, pueden haber sido la cuna de la vida de la Tierra. Estos entornos contienen los productos químicos y la fuente de energía necesaria para sintetizar estructuras orgánicas más complejas. Aunque los científicos no han logrado crear vida a partir de moléculas orgánicas en el laboratorio, han reproducido muchos de los pasos intermedios.

Entonces, ¿cuáles fueron los primeros seres vivos y cuándo aparecieron? Los estudios de material genético indican que un grupo vivo de organismos unicelulares llamado Archaea puede compartir muchas características con la vida temprana en la Tierra. Muchos Archaea ahora viven en aguas termales, respiraderos de aguas profundas, agua salina y otros ambientes hostiles. Si los primeros organismos se parecían a las Archaea modernas, también podrían haber vivido en esos lugares, pero la evidencia directa de la vida temprana es controvertida porque es difícil distinguir entre estructuras inorgánicas complejas y biológicas simples en el registro geológico. La evidencia más antigua de la vida puede ser estructuras sedimentarias de Australia de hace 3.500 millones de años que se parecen a los estromatolitos. Los estromatolitos son creados hoy por esteras vivas de microorganismos (principalmente cianobacterias o algas verdeazuladas). Estos organismos primitivos atrapan capas delgadas de sedimento con sus filamentos pegajosos y crecen hacia arriba para obtener luz para la fotosíntesis. Se pueden encontrar ejemplos modernos de estromatolitos en aguas frente a Australia, las Bahamas y Belice.

En las estructuras de Archean, son evidentes capas similares a las observadas en los estromatolitos vivos, y se han recuperado estructuras secundarias interpretadas como microfósiles filamentosos simples de las capas. Sin embargo, el origen biótico de las estructuras ha sido cuestionado. Tanto los supuestos estromatolitos arcaicos como los microfósiles pueden haber sido producidos por procesos inorgánicos. De todos modos, los microfósiles incontestados y las huellas químicas de la vida estuvieron presentes al menos hace 2.700 millones de años. Los estromatolitos que fueron producidos por microorganismos son abundantes más tarde en el Arcaico y en todo el Proterozoico. Estas estructuras sedimentarias, formadas por procesos orgánicos, proporcionan evidencia importante de la vida temprana. En la actualidad, podemos decir con certeza que la vida había evolucionado hace 2.700 millones de años, y posiblemente tan pronto como hace 3.500 millones de años.

No evolucionamos completamente por casualidad. La selección natural es un proceso principalmente determinista. La existencia de evolución convergente confirma ese concepto.

Aquí hay una buena ilustración de ese concepto. Muchos animales placentarios marsupiales, que viven en diferentes lugares, evolucionaron en formas similares.

Solo la selección natural puede explicar estos y otros ejemplos de evolución convergente.

El azar también jugó un papel importante. Los cambios en el ADN ocurren, de vez en cuando, por casualidad. Algunos genes que no influyen mucho en el estado físico se vuelven más o menos comunes según las reglas del azar. Esto se llama evolución neutral; es neutral porque los genes involucrados no influyen en la aptitud física. Puede notar que los mamíferos marsupiales y placentarios difieren en muchos detalles. Es muy probable que estas diferencias ocurran porque no afectan mucho el estado físico.

El azar jugó otro papel en la evolución. Hace mucho tiempo, sucedió que nuestros antepasados ​​se encontraron con un entorno que favorecía la inteligencia para los animales que tenían ciertos atributos. Eso fue suerte, pero una vez que nuestros antepasados ​​estuvieron en ese ambiente, la selección natural se hizo cargo.

¿Cómo se formó el primer ser vivo? No lo sabemos Ni siquiera puedo decirte, con seguridad, si el azar estuvo involucrado en el proceso, aunque sospecho que el azar era importante.

La mayoría de los científicos creen que el origen de la vida involucraba moléculas de ARN que podían reproducirse y controlar ciertas reacciones bioquímicas. Esto se llama la hipótesis mundial del ARN. Una vez que surgieran moléculas de este tipo, la selección natural podría hacerse cargo. Esto se llama hipótesis porque todavía no tenemos evidencia concluyente.

Discuto el origen de la vida en estas respuestas:

La respuesta de Israel Ramírez a ¿Cuál es la mejor suposición sobre cómo comenzaron los primeros organismos vivos?

La respuesta de Israel Ramírez a ¿Es posible que la vida misma se origine de virus?

La respuesta de Israel Ramírez a ¿Cómo va la investigación sobre el origen de la vida? ¿Avanzaron las obras del profesor Jack Szostak? ¿Qué otras preguntas quedan en este campo?

La vida tiene una serie de características definitorias y cada una puede haber evolucionado por separado, luego combinada de varias maneras, dando lugar a formas de vida más y más viables.

No fue como encender un interruptor.

Es probable que haya varios patrones básicos de vida, pero que el que conocemos fue mucho más efectivo que superó a todos los demás.

Una característica básica de los procesos de la vida es que ciertos tipos de compuestos tienden a formar tipos particulares de estructuras. Los fosfolípidos, por ejemplo, tienden a formar una película de doble capa que se forma en burbujas, por ejemplo, y esa es la base de las diversas membranas en las células vivas. Los ácidos nucleicos tienden a unirse en pares y otras moléculas vivas tienen propiedades básicas que se han utilizado y modificado en células vivas.

No podemos saber cómo sucedió con precisión, pero tenemos cierta comprensión de muchos de los componentes básicos, por así decirlo.

No lo sabemos

La dificultad es que no hay fósiles de bacterias y virus individuales y los tipos de cosas que presumimos fueron los primeros seres vivos (tal vez una molécula de ARN en una burbuja de lípidos). Sus componentes químicos se habrían degradado hace mucho tiempo, e incluso las rocas que son lo suficientemente viejas como para contener cualquier evidencia fósil se han subducido y derretido casi por completo en el núcleo de la Tierra.

Aquí hay una foto de la evidencia más temprana que tenemos de por vida:

Este es un montón de pequeños filamentos, gotas y tubos en rocas canadienses que datan de hasta 4.28 mil millones de años. Tienen la composición química correcta para representar una cosa que alguna vez vivió, y la estructura parece correcta.

Pero este no fue el PRIMER ser vivo … es solo el más antiguo del que tenemos evidencia.

Es esencialmente imposible encontrar evidencia concluyente y directa del primer ser vivo. ¡No va a suceder!

Así que nos quedamos con un enfoque más experimental:

  1. Comprender la naturaleza de los entornos disponibles aquí en la Tierra en el rango de unos cientos de millones de años que sabemos que la vida debe haber surgido.
  2. Trate de descubrir una vía química desde esas condiciones hasta algún tipo de molécula autorreplicante … posiblemente ARN … posiblemente algo aún más simple.
  3. Replicar esos ambientes en el laboratorio.
  4. Demostrar la creación espontánea de moléculas autorreplicantes.
  5. Considere el camino evolutivo desde allí hasta la vida más temprana de la que tenemos evidencia real.
  6. Intente utilizar este trabajo experimental para hacer una predicción comprobable sobre la vida temprana … tal vez algún químico que podamos encontrar en esas rocas más antiguas que serían la “pistola humeante”.
  7. Prueba la predicción analizando un montón de rocas viejas.

Esta no es una manera cómoda de proceder, porque todo lo que podríamos mostrar es que la generación espontánea de vida es posible a través de nuestra ruta más acertada. Todavía no podíamos decir si podría haber otras rutas posibles, y cuál de esas rutas realmente sucedió.

Otro problema es el de la probabilidad.

El enfoque anterior funciona bien si lo que sucede en el paso (4) es algo de alta probabilidad … configuramos las condiciones en el laboratorio: espere un mes, luego busque la vida y encuéntrela.

Pero si la probabilidad de esta generación espontánea de vida es muy baja, entonces nunca la veremos en un experimento de laboratorio, incluso si corre sobre una milla cuadrada del medio ambiente de la Tierra primitiva y la dejamos correr por un siglo.

Aquí en la Tierra, había quizás cien millones de millas cuadradas de océano, y podría haber tomado 200 millones de años de recombinación aleatoria de aminoácidos para que ocurriera un solo evento adecuado para crear esa primera molécula autorreplicante.

Podría ser incluso menos probable que eso. Probablemente hay miles de millones de planetas adecuados en la Vía Láctea y al menos 100 mil millones de galaxias similares en el universo observable. La vida solo tenía que aparecer una vez en todos esos lugares (y ahí es donde vivimos). Si el universo es realmente infinito (lo cual podría ser fácilmente el caso), entonces no importa cuán estadísticamente improbable sea que la vida surja espontáneamente, entonces definitivamente sucedería … y nuevamente, ese lugar estaba aquí.

Si es tan improbable, es posible que nunca veamos que esto suceda en un laboratorio.

LO QUE SABEMOS AHORA:

En el caso “extremadamente improbable”, nunca podremos mostrar evidencia directa de la creación de la vida.

Nos quedaría exactamente con lo que sabemos ahora:

  • Que los “ingredientes” para la vida (cosas como aminoácidos y lípidos) surgen espontáneamente en las condiciones de la Tierra primitiva. Ese experimento se realizó en 1952 (experimento de Miller-Urey), y funcionó de maravilla. Todos los aminoácidos en el ADN y el ARN se produjeron a partir de los productos químicos que sabemos que estaban presentes en la Tierra primitiva, más los rayos y / o la actividad volcánica.
  • Los aminoácidos forman naturalmente largas cadenas.
  • Una sola molécula autorreplicante se unió, presumiblemente por combinación aleatoria de esos aminoácidos.
  • Al replicarse, aunque sea lentamente y con todos los errores, la evolución inevitablemente lo hará más fuerte y mejor.
  • Dado eso, es obvio que la vida temprana debe surgir.
  • Y a partir de ese momento, la evolución demuestra que esa vida primitiva se convertiría en la vida que vemos en las primeras pruebas fósiles.
  • Y a partir de entonces, conocemos toda la historia que conduce a jirafas, humanos, etc.

Si calculamos la probabilidad de esa creación espontánea de esa molécula relativamente compleja, incluso con los supuestos más pesimistas … sabemos que la probabilidad no puede ser cero. Si no es cero, entonces en algún lugar de todos los océanos de todos los planetas de todas las estrellas en todas las galaxias y en un lapso de 14 mil millones de años … la vida fue inevitable, y somos el resultado.

Entonces, en cierto sentido, ya conocemos toda la historia.

El problema es que, para la comprensión del público en general, es una respuesta incómoda. Sería bueno demostrar que la probabilidad de que esto ocurra es lo suficientemente alta como para que la vida ocurra fácilmente.

Nos gustaría poder crear vida ‘espontáneamente’ en el laboratorio … pero no hay garantías de que esto sea plausible.

Por favor, comprenda que esto, como cualquier otra cosa, no puede ser más que una conjetura algo educada.

El primer ser vivo en la tierra habría sido una sola molécula de proteína plegada compleja, o una colección muy pequeña de proteínas plegadas complejas que tenían una afinidad entre sí. Ya sea solitario o colectivo, esta “cosa” habría sido mucho más simple que cualquier virus, y habría tenido la curiosa capacidad de replicarse apenas. No habría contenido ADN alguno; no habría sido necesario ADN para una replicación tan simple.

Esta “cosa” habría sido algo similar a cualquiera de la cantidad inimaginable de otras proteínas plegadas al azar más o menos en su vecindad, pero muy ligeramente diferente de cualquiera de las otras. Podría haber tenido una “vida útil” de solo uno o dos segundos, el tiempo suficiente para replicar una vez .

Los pasos evolutivos que condujeron a la vida previa a organismos unicelulares fueron tan graduales que solo podía ser especulación. Sin embargo, es probable que el océano precámbrico estuviera lleno de compuestos químicos, aminoácidos, que son bloques de proteínas, un elemento esencial para el organismo unicelular más primitivo.

Estás preguntando sobre la abiogénesis, la primera vida en la Tierra. Como puede imaginar, esto es bastante difícil de estudiar, no tenemos máquinas del tiempo, y si bien podemos ver muchas de las formas de vida que han existido en la Tierra a través de registros fósiles, es probable que la primera forma de vida haya sido muy simple y frágil y no nos queda nada para estudiar.

Sin embargo, hay muchas teorías plausibles sobre cómo comenzó la vida, la popular involucraba reactividad química alrededor de los respiraderos del mar caliente.

Es posible que nunca sepamos exactamente cómo comenzó en la Tierra, pero probablemente podremos crear vida desde cero en el futuro, lo que nos dará más ideas sobre cómo pudo haber sucedido.

La religión te dirá que Dios lo hizo, pero eso no es una respuesta. Si tiene que inventar un ser todopoderoso sobrenatural para responder una pregunta, ¿realmente ha respondido esa pregunta?

Evolucionamos por casualidad y … selección. La segunda palabra no es irrelevante (el caos y el orden son el Yin y el Yang de la teoría de Darwin).

Las primeras criaturas vivientes provienen de estructuras que tenían la capacidad de “reproducción”: reacciones químicas arcaicas capaces de rehacerse, como coacervados. Nada mágico excepto las tribus arcaicas.

Los compuestos orgánicos son realmente comunes en el universo. El oxígeno del carbono y el nitrógeno son abundantes. La primera “vida” habría sido una proteína autorreplicante similar a un prión. Esto se ha replicado muchas veces en laboratorios. El primero fue el experimento de Miller Urey donde replicaron la atmósfera de la Tierra primitiva y formaron componentes orgánicos con facilidad.

La evolución no implica que hayamos evolucionado por casualidad: declara explícitamente que nuestra evolución es el resultado de la aplicación de las leyes naturales que actúan durante mucho tiempo.

Algunos de los procesos son estadísticos, pero caracterizar eso como “oportunidad” tiende a engañar a la gente para que piense que cualquier cosa podría haber sucedido.

Afortunadamente, esto no es importante para la respuesta a su pregunta.

Nadie sabe cómo se formó el primer ser vivo en la Tierra. Hay una serie de procesos diferentes que podrían haber dado lugar a la primera vida de la química complicada anterior, simplemente no sabemos cuál, o combinación de ellos, realmente lo hizo en nuestro caso específico.

Es un poco como encontrar un retoño y preguntar de qué forma específica de plántula proviene ese retoño … con la implicación de que no saber significa que no sabemos que los retoños provienen de las semillas.

La teoría de la evolución en sí misma es irrelevante para la formación de la primera vida. El cuerpo de investigación que desea se llama “abiogénesis”. Es un campo activo y aún no están todas las respuestas.

‘Chance’ no tiene nada que ver con eso. Es oportunidad. El hidrógeno y el oxígeno pueden unirse para formar agua … y así lo hacen. La oportunidad impulsa la evolución (selección natural). Si puede suceder, eventualmente lo hará.

Hubiera sido una brizna aleatoria de ARN encerrada en una burbuja de lípidos, formada cuando las tormentas sacudieron la sopa química primitiva.

Se cree que el primer organismo vivo es un quimioheterótrofo que vivía en respiraderos hidrotermales del océano profundo o en aguas termales en tierra.

qué organismo no está claro ya que las células individuales son imposibles de fosilizar.

Hay colonias de arqueobacterias antiguas que pueden decirse que son precursoras de las células modernas.

Un organismo unicelular. Cómo llegó a ser sigue siendo un misterio. Algunos creacionistas afirman que eliminar cualquier parte de una célula la hace inviable, por lo que debe haber sido creada por Dios. También existe la teoría de que se montó en un asteroide. Eso simplemente reubica la misteriosa construcción de la celda en otro lugar. El problema de otra persona.

Existe el peligro de decir “Dios lo hizo”. Significa que dejamos de mirar. Si lo hacemos, seguramente perderemos algo importante. La creación de Dios no excluye causas naturales.

Los comienzos de la tierra: los orígenes de la vida | Red global de ecología

La primera protocelda fue un saco de agua y una molécula de ADN. Entonces ocurrió la evolución y se formaron organismos. Puedes leer el capítulo sobre biodiversidad del libro de microbiología

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