La atmósfera primitiva, la aparición de las primeras moléculas orgánicas, el ADN y la evolución y extinción de la vida constituyen los temas tratados por los expertos del Instituto de Astrobiología de la NASA en esta nueva entrega de la serie dedicada a la evolución de la vida.

Pregúntale a un astrobiólogo
ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LA VIDA

Pregunta: ¿Podría describir la posible evolución de una forma de vida no basada en el ADN?

Respuesta: Casi toda la vida que existe sobre la Tierra está basada en el ADN (a excepción de algunos organismos que recurren al ARN para realizar funciones similares), lo que constituye uno de los aspectos más destacables de la biología y representa un vínculo entre todos los organismos. Puesto que los astrobiólogos sólo conocen la vida basada en el ADN/ARN, es complicado hablar con alguna base científica sobre qué otros tipos de vida podrían existir. Gran parte de las ciencias biológica y geológica implica el uso de analogías para comprender cómo se relacionan las cosas. Dado que los científicos no han encontrado vida en ninguna otra parte del universo (¡todavía!), no hay otras analogías que nos ayuden a entender qué otro código genético además del ADN podrían usar los organismos. Sin embargo, los astrobiólogos sí que pueden argumentar por qué otras estructuras químicas podrían no funcionar tan bien. En “Pregúntale a un astrobiólogo” estamos trabajando en estos momentos en una noticia sobre las posibilidades de la vida basada en el silicio. También puede resultarle útil la siguiente pregunta de esta serie, además de esta otra de nuestro archivo:
¿Hay algún otro sistema de codificación (además del ADN) que pudiese darse en la hidrosfera de la Tierra justo después de su creación?

David Lamb
Especialista de Proyectos Espaciales del NAI
03 de octubre de 2002

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Pregunta: ¿De dónde procedía la primera molécula de ADN? ¿Qué tipo de información contenía (para qué y de dónde la obtuvo)?

Respuesta: Hay al menos una idea que parece estar ganando reconocimiento como posible teoría sobre la evolución del ADN. Se denomina “El mundo ARN” y sugiere que el ARN fue el precursor del ADN. Sidney Altman y Thomas Cech determinaron de manera independiente que el ARN era capaz de representar dos papeles: el del ADN como molécula de almacenamiento de la información genética, y el de las proteínas como motores moleculares de la célula, responsables de la catálisis de la mayoría de las reacciones bioquímicas. Ambos compartieron el premio Nobel de Química en 1989 por sus hallazgos.
ARN y ADN son muy similares estructural y bioquímicamente. La diferencia estriba en que el ARN está formado por una única hebra, mientras que, en su estado más natural, el ADN es una doble hélice (una espiral). De manera adicional, el ARN es relativamente inestable en comparación con el ADN, degradándose más rápidamente. Así que, aunque el ARN puede haber funcionado como la primera molécula de almacenamiento de información, hubo una presión evolutiva que condujo al desarrollo de una molécula de almacenaje más estable, como la del ADN.
El dogma central de la biología molecular moderna es el siguiente: ADN -> da lugar a ARN -> da lugar a proteínas. En última instancia, la información contenida en la estructura de la molécula de ADN es un conjunto de instrucciones a la célula para ordenar la producción de proteínas. Las proteínas son necesarias para la estructura, funcionamiento y regulación de las células, tejidos y órganos de un organismo complejo. Así que, antes de que surgieran los organismos complejos, una molécula estable de almacenamiento de información como el ADN ya era necesaria.
Para más información sobre el mundo del ARN, consulte las siguientes páginas web:
http://www.nobel.se/chemistry/laureates/1989/illpres/index.html
http://www.astrobio.net/articles/rna.html

Madalyn Edwards
Instituto de Astrobiología de la NASA
12 de septiembre de 2002

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Pregunta: ¿Qué aspectos de la evolución están directamente relacionados con la presencia de nuestro sol? Por ejemplo, nuestro sistema visual es más sensible al amarillo. Justo como el máximo de nuestro sol en la Curva de Planck. ¿Hay algún otro ejemplo?


Respuesta: El Sol ha contribuido a la evolución de la vida en la Tierra de diversas formas. Existe una teoría que sugiere que la vida en la Tierra se originó en torno a fuentes hidrotermales situadas en las profundidades del océano. Se cree que la vida comenzó aquí porque la atmósfera primitiva de la Tierra era un medio reductor. Esto significa que todo el oxígeno que pudiera existir reaccionaba espontáneamente con otros elementos de esa misma atmósfera. La vida en la Tierra comenzó realmente hace unos 3 500 millones de años, con la aparición de las primeras cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas. Aunque las cianobacterias no fueron las primeras células que utilizaron la energía lumínica procedente del Sol para satisfacer sus necesidades energéticas, sí que fueron de las primeras células en liberar oxígeno como producto metabólico. La aparición del oxígeno producido por las cianobacterias provocó la transformación de una atmósfera en la que todo el oxígeno disponible reaccionaba con otros elementos en un medio en el que el oxígeno se acumulaba en la atmósfera (es decir, se transformó en un medio oxidante). Una vez que se acumuló el oxígeno suficiente, se desarrolló todo un nicho ecológico y nuevas células desarrollaron la habilidad de utilizar el oxígeno como medio para obtener energía a partir de los compuestos orgánicos.
Para más información, consulte las siguientes páginas web:
http://nai.arc.nasa.gov/astrobio/astrobio_detail.cfm?ID=2
http://www.space.com/searchforlife/seti_circumstellar_010320.html

Madalyn Edwards
Instituto de Astrobiología de la NASA
02 de octubre de 2002

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Pregunta: ¿Cuál es la diferencia entre una adaptación explosiva y una gradual? Y también, ¿qué representa una extinción masiva con relación a una extinción más pequeña?

Respuesta: Dependemos de lo que nos digan los registros fósiles para conocer cómo han evolucionado los aspectos morfológicos de la vida. Estos registros, que no están ni mucho menos completos, nos sugieren que la historia de la vida está salpicada de extinciones masivas seguidas de radiaciones adaptativas de los supervivientes. Lo que encontramos en los registros fósiles es una repentina aparición de nuevas especies (decimos “repentina” refiriéndonos al transcurso de varios miles de años), que persisten sin cambios esenciales durante su permanencia en la Tierra, y que desaparecen de los registros fósiles casi tan repentinamente como aparecieron. Los biólogos evolucionistas han acuñado el término “equilibrio interrumpido” para describir esta aparición no gradual de especies en los registros fósiles. El equilibrio interrumpido se refiere a un patrón de evolución en el que períodos de rápidos cambios están separados por largos períodos de pequeños o ningún cambio. La adaptación explosiva a la que usted se refiere es descrita como un equilibrio interrumpido en los registros fósiles. En contraste con el equilibrio interrumpido, Charles Darwin abogó por una forma de cambio más gradual, aunque ambas teorías podrían considerarse partes separadas de un mismo todo cuando se considera el proceso de la evolución. Es la naturaleza esporádica de los registros fósiles la que nos ha conducido a ideas tan opuestas.
En cuanto a la extensión de una extinción, una única especie puede extinguirse porque su hábitat haya sido destruido o porque el entorno ha cambiado en una dirección desfavorable para su supervivencia; esto es lo que podría considerarse una “extinción más pequeña”. Darwin acuñó el término “selección natural” para describir el fenómeno de la supervivencia o extinción de una especie basada en características que le permiten sobrevivir en un medio cambiante o causan su desaparición. La extinción es inevitable en un mundo en continua transformación, y a lo largo de la historia de la vida ha habido crisis cuando los cambios medioambientales globales han tenido lugar de manera tan rápida y agitada que la mayoría de las especies fueron barridas (esto es lo que se llama una extinción masiva). Cinco son los episodios de extinción masiva ocurridos desde la explosión Cámbrica hace 540 millones de años.
Para más información, visite las siguientes páginas web:

Equilibrio interrumpido:
http://www.xrefer.com/entry/222489
http://tidepool.st.usm.edu/crswr/gradpuncteq.html

Extinciones masivas:
http://ic.ucsc.edu/~tlay/eart80a/Lectures/lecture9.html
http://www.bbc.co.uk/education/darwin/exfiles/
http://www.igc.apc.org/wri/biodiv/b03-koa.html

Madalyn Edwards
Instituto de Astrobiología de la NASA
22 de agosto de 2002

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Pregunta: Describa qué condiciones se cree que existían en la Tierra primitiva (antes de la aparición de vida) y cuál es su relación con el origen de moléculas orgánicas.

Respuesta: Antes de que la vida sobre la Tierra se desarrollara, el manto y la corteza terrestres liberaban dióxido de carbono, nitrógeno y otros gases más pesados a través de la actividad volcánica. El campo gravitacional de la Tierra retuvo estos gases, dando lugar a una nueva atmósfera. Esta atmósfera primitiva estaba compuesta principalmente por metano, dióxido de carbono, amoníaco, hidrógeno, nitrógeno y vapor de agua. Dado que todo el oxígeno atmosférico reaccionaba con otros elementos presentes en la Tierra primitiva, no hubo oxígeno libre en la atmósfera primitiva durante aproximadamente 2 000 millones de años (es decir, la atmósfera de la Tierra era reductora). Un famoso experimento llevado a cabo por Stanley Miller sugirió que una descarga eléctrica, como un rayo, en una atmósfera reductora (como se cree que existía en la Tierra primitiva) podría producir compuestos orgánicos simples. Por favor, consulte en nuestros archivos una cuestión anterior para averiguar más acerca de este experimento y las teorías sobre los orígenes de la vida.
Como se señala en dicha pregunta, una reciente teoría sugiere que las moléculas orgánicas podrían haber sido liberadas por el impacto de un asteroide o un cometa, sembrando la Tierra primitiva con los precursores apropiados necesarios para la evolución de sistemas más complejos.
Para más información, consulte las siguientes páginas web:
http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast05apr_1.htm
http://www.resa.net/nasa/origins_life.htm

Madalyn Edwards
Instituto de Astrobiología de la NASA
19 de agosto de 2002

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Traducido por Daniel G. Furones para:


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