Existen varias teorías sobre cómo surgió la vida en la Tierra. Entre ellas se incluyen:
La vida surgió de una sopa primordial
En 1952, cuando era estudiante de posgrado en la Universidad de Chicago, Stanley Miller realizó un famoso experimento con Harold Urey, premio Nobel de química. Sus resultados exploraron la idea de que la vida se formó en una sopa primordial.
Miller y Urey inyectaron amoníaco, metano y vapor de agua en un recipiente de vidrio cerrado para simular lo que entonces se creía que eran las condiciones de la atmósfera primitiva de la Tierra. Luego, hicieron pasar chispas eléctricas a través del recipiente para simular un rayo. Pronto se formaron los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas. Miller y Urey se dieron cuenta de que este proceso podría haber allanado el camino para las moléculas necesarias para producir vida.
Los científicos ahora creen que la atmósfera primitiva de la Tierra tenía una composición química diferente a la receta de Miller y Urey. Aun así, el experimento dio lugar a un nuevo campo científico llamado química prebiótica o abiótica, la química que precedió al origen de la vida. Esto es lo opuesto a la biogénesis, la idea de que sólo un organismo vivo puede engendrar otro organismo vivo.
Sembrado por cometas o meteoritos
Algunos científicos piensan que algunas de las moléculas importantes para la vida pueden producirse fuera de la Tierra. En cambio, sugieren que estos ingredientes provienen de meteoritos o cometas.
“Un colega me dijo una vez: ‘Es mucho más fácil construir una casa con Legos cuando caen del cielo’”, dijo Fred Ciesla, profesor de ciencias geofísicas en la Universidad de Chicago. Ciesla y ese colega, Scott Sandford del Centro de Investigación Ames de la NASA, publicaron una investigación que mostraba que los compuestos orgánicos complejos se producían fácilmente en condiciones que probablemente prevalecían en el sistema solar primitivo cuando se formaron muchos meteoritos.
Los meteoritos podrían haber servido como los Mayflowers cósmicos que transportaron semillas moleculares a la Tierra. En 1969, el meteorito Murchison que cayó en Australia contenía docenas de aminoácidos diferentes, los componentes básicos de la vida.
Los cometas también pueden haber ofrecido un viaje a las moléculas que viajaban hacia la Tierra, según los resultados experimentales publicados en 2001 por un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Argonne, la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Al demostrar que los aminoácidos podían sobrevivir a una colisión ardiente de un cometa con la Tierra, el equipo reforzó la idea de que las materias primas de la vida provenían del espacio.
En 2019, un equipo de investigadores en Francia e Italia informó sobre el hallazgo de material orgánico extraterrestre preservado en los sedimentos de Barberton, Sudáfrica, de 3.300 millones de años de antigüedad. El equipo sugirió que los micrometeoritos eran la fuente probable del material. En 2022 se obtuvieron más pruebas de este tipo a partir de muestras del asteroide Ryugu que trajo a la Tierra la misión Hayabusa2 de Japón. El recuento de aminoácidos encontrado en las muestras de Ryugu supera ahora los 20 tipos diferentes.
¿Qué es la quiralidad y por qué es biológicamente importante? En 1953, los investigadores de la Universidad de Chicago publicaron un artículo histórico en el Journal of Biological Chemistry que marcó el descubrimiento del concepto de proquiralidad, que impregna la química y la biología modernas. El artículo describía un experimento que demostraba que la quiralidad de las moléculas (o “lateralidad”, de forma muy similar a cómo se diferencian la mano derecha y la izquierda) impulsa todos los procesos vitales. Sin quiralidad, las moléculas biológicas grandes, como las proteínas, no podrían formar estructuras que pudieran reproducirse.
A medida que los científicos han podido encontrar cada vez más exoplanetas (es decir, planetas alrededor de estrellas en otras partes de la galaxia), la cuestión de cuáles son los ingredientes esenciales para la vida y cómo buscar señales de ellos se ha vuelto cada vez más candente.
El premio Nobel Jack Szostak se unió a la facultad de la UChicago como profesor universitario de Química en 2022 y liderará la nueva Iniciativa interdisciplinaria Orígenes de la Vida de la Universidad para coordinar los esfuerzos de investigación sobre el origen de la vida en la Tierra. Científicos de varios departamentos de la División de Ciencias Físicas se están uniendo a la iniciativa, incluidos especialistas en química, astronomía, geología y geofísica.
“En este momento estamos recibiendo cantidades de datos verdaderamente sin precedentes: misiones como Hayabusa y OSIRIS-REx nos están trayendo fragmentos de asteroides, lo que nos ayuda a comprender las condiciones que forman los planetas, y el nuevo telescopio JWST de la NASA está tomando datos asombrosos sobre el sistema solar y los planetas que nos rodean”, dijo el profesor Ciesla. “Creo que vamos a hacer un gran progreso en esta cuestión”.
Las serpientes aparecieron por primera vez en la Tierra hace unos 340 millones de años, mucho antes de la extinción de los dinosaurios. En aquella época, probablemente tenían cuatro patas, como cualquier otro reptil moderno (lagartos, cocodrilos, tortugas), pero no como ninguna serpiente actual. Los científicos lo han confirmado a través de los restos de extremidades no funcionales presentes en la base de la cola en algunas especies (principalmente las constrictoras como las pitones).
Sin embargo, pronto se demostró que las patas en cuestión eran desventajosas (incluso un lastre), especialmente cuando se trataba de habitar en el barro, el agua o madrigueras subterráneas: como resultado, los individuos con extremidades más cortas (a veces con forma de remo, ideales para nadar y desempeñarse, y cuerpos más afilados se movían con mayor eficiencia y se reproducían más fácilmente.
Con el tiempo, las patas se atrofiaron y finalmente desaparecieron, mientras que el cuerpo se alargó, dando lugar a las serpientes que conocemos y (erróneamente) tememos hoy.
Las serpientes no son exactamente los únicos reptiles que han perdido sus extremidades durante los años de evolución, porque ese rasgo también se da en muchas especies de lagartos sin patas, que son animales completamente distintos.
Para saber la diferencia. ¿Cuál es la diferencia entre lagartos sin patas y serpientes? – sin duda se preguntará: ¿por qué desaparecieron las piernas de estos tipos, entonces? Probablemente por la misma razón mencionada anteriormente.
Científicos de la Universidad de Tel Aviv observaron el comportamiento de los murciélagos frugívoros egipcios salvajes, y descubrieron que estos animales presentan habilidades de memoria episódica y exhiben comportamientos orientados al futuro cuando buscan alimento, rasgos cognitivos que se han atribuido solo a los humanos. Al monitorear las decisiones de esos animales, tomadas durante la búsqueda de alimento, los científicos revelaron que los murciélagos mapean los patrones espaciotemporales de los recursos en su entorno. Después de un largo período en cautiverio, los murciélagos no visitaron los árboles que ya no daban frutos, según un estudio publicado en Current Biology.
El rastreo también mostró que esta capacidad de mapeo del tiempo requiere experiencia. Un análisis cuidadoso del movimiento de los murciélagos y sus opciones de alimentación indicó que planean qué árbol visitar mientras aún están en la colonia, exhibiendo así un comportamiento orientado al futuro y retrasando la gratificación todas las noches.
La hipótesis de los investigadores era que los murciélagos que dependen de los árboles frutales necesitan desarrollar la capacidad de rastrear la disponibilidad de alimentos tanto en el espacio (donde se encuentran los árboles frutales) como en el tiempo (cuándo cada árbol da frutos). Los científicos sugirieron que, al navegar por un paisaje con numerosos árboles frutales y néctar, los animales necesitarían rastrear mentalmente los recursos para poder regresar a ellos en el momento adecuado.
Para probar esta hipótesis, se adjuntó a cada murciélago un pequeño rastreador GPS de alta resolución, lo que permitió documentar las rutas de vuelo y los árboles visitados durante muchos meses.
Para responder a la pregunta de si los murciélagos forman un “mapa temporal” en sus mentes, los investigadores impidieron que los murciélagos abandonaran la colonia durante distintos períodos de tiempo, de un día hasta una semana.
“Queríamos ver si los murciélagos podían darse cuenta de que había transcurrido el tiempo y comportarse en consecuencia. Descubrimos que después de un día de cautiverio, los murciélagos regresaban a los árboles visitados la noche anterior. Sin embargo, cuando había pasado una semana entera, los murciélagos más viejos, basándose en la experiencia previa, evitaban los árboles que habían dejado de dar frutos en el intervalo”, explicó Lee Harten, coautor del estudio.
“En otras palabras, pudieron estimar cuánto tiempo había pasado desde su última visita a cada árbol y sabían qué árboles dieron frutos durante un corto período de tiempo y ya no valía la pena visitarlos. Los murciélagos jóvenes e inexpertos no pudieron hacer esto, lo que indica que se trata de una habilidad adquirida que debe aprenderse”, precisó.
El estudio demostró que los murciélagos vuelan directamente hacia cierto árbol conocido, y a veces tardan de 20 a 30 minutos en hacerlo. Cuando tienen hambre, vuelan más rápido cuando el árbol está más lejos, lo que sugiere que están planeando hacia dónde se dirigen. Además, mientras se concentran en el objetivo elegido, ignoran otros árboles fructíferos que ya visitaron, lo que indica la capacidad de retrasar la gratificación.
Basándose en todos los datos obtenidos, los científicos israelíes concluyeron que los murciélagos frugívoros son capaces tanto de analizar experiencias pasadas como de planificar inteligentemente sus acciones. Esto muestra que la brecha cognitiva entre el homo sapiens y otras especies no es tan amplia como se pensaba anteriormente, concluyó el autor principal del estudio, Yossi Yovel.
¿Cuáles son las principales teorías científicas sobre cómo surgió la vida?
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Existen varias teorías sobre cómo surgió la vida en la Tierra. Entre ellas se incluyen:
La vida surgió de una sopa primordial
En 1952, cuando era estudiante de posgrado en la Universidad de Chicago, Stanley Miller realizó un famoso experimento con Harold Urey, premio Nobel de química. Sus resultados exploraron la idea de que la vida se formó en una sopa primordial.
Miller y Urey inyectaron amoníaco, metano y vapor de agua en un recipiente de vidrio cerrado para simular lo que entonces se creía que eran las condiciones de la atmósfera primitiva de la Tierra. Luego, hicieron pasar chispas eléctricas a través del recipiente para simular un rayo. Pronto se formaron los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas. Miller y Urey se dieron cuenta de que este proceso podría haber allanado el camino para las moléculas necesarias para producir vida.
Los científicos ahora creen que la atmósfera primitiva de la Tierra tenía una composición química diferente a la receta de Miller y Urey. Aun así, el experimento dio lugar a un nuevo campo científico llamado química prebiótica o abiótica, la química que precedió al origen de la vida. Esto es lo opuesto a la biogénesis, la idea de que sólo un organismo vivo puede engendrar otro organismo vivo.
Sembrado por cometas o meteoritos
Algunos científicos piensan que algunas de las moléculas importantes para la vida pueden producirse fuera de la Tierra. En cambio, sugieren que estos ingredientes provienen de meteoritos o cometas.
“Un colega me dijo una vez: ‘Es mucho más fácil construir una casa con Legos cuando caen del cielo’”, dijo Fred Ciesla, profesor de ciencias geofísicas en la Universidad de Chicago. Ciesla y ese colega, Scott Sandford del Centro de Investigación Ames de la NASA, publicaron una investigación que mostraba que los compuestos orgánicos complejos se producían fácilmente en condiciones que probablemente prevalecían en el sistema solar primitivo cuando se formaron muchos meteoritos.
Los meteoritos podrían haber servido como los Mayflowers cósmicos que transportaron semillas moleculares a la Tierra. En 1969, el meteorito Murchison que cayó en Australia contenía docenas de aminoácidos diferentes, los componentes básicos de la vida.
Los cometas también pueden haber ofrecido un viaje a las moléculas que viajaban hacia la Tierra, según los resultados experimentales publicados en 2001 por un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Argonne, la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Al demostrar que los aminoácidos podían sobrevivir a una colisión ardiente de un cometa con la Tierra, el equipo reforzó la idea de que las materias primas de la vida provenían del espacio.
En 2019, un equipo de investigadores en Francia e Italia informó sobre el hallazgo de material orgánico extraterrestre preservado en los sedimentos de Barberton, Sudáfrica, de 3.300 millones de años de antigüedad. El equipo sugirió que los micrometeoritos eran la fuente probable del material. En 2022 se obtuvieron más pruebas de este tipo a partir de muestras del asteroide Ryugu que trajo a la Tierra la misión Hayabusa2 de Japón. El recuento de aminoácidos encontrado en las muestras de Ryugu supera ahora los 20 tipos diferentes.
¿Qué es la quiralidad y por qué es biológicamente importante?
En 1953, los investigadores de la Universidad de Chicago publicaron un artículo histórico en el Journal of Biological Chemistry que marcó el descubrimiento del concepto de proquiralidad, que impregna la química y la biología modernas. El artículo describía un experimento que demostraba que la quiralidad de las moléculas (o “lateralidad”, de forma muy similar a cómo se diferencian la mano derecha y la izquierda) impulsa todos los procesos vitales. Sin quiralidad, las moléculas biológicas grandes, como las proteínas, no podrían formar estructuras que pudieran reproducirse.
A medida que los científicos han podido encontrar cada vez más exoplanetas (es decir, planetas alrededor de estrellas en otras partes de la galaxia), la cuestión de cuáles son los ingredientes esenciales para la vida y cómo buscar señales de ellos se ha vuelto cada vez más candente.
El premio Nobel Jack Szostak se unió a la facultad de la UChicago como profesor universitario de Química en 2022 y liderará la nueva Iniciativa interdisciplinaria Orígenes de la Vida de la Universidad para coordinar los esfuerzos de investigación sobre el origen de la vida en la Tierra. Científicos de varios departamentos de la División de Ciencias Físicas se están uniendo a la iniciativa, incluidos especialistas en química, astronomía, geología y geofísica.
“En este momento estamos recibiendo cantidades de datos verdaderamente sin precedentes: misiones como Hayabusa y OSIRIS-REx nos están trayendo fragmentos de asteroides, lo que nos ayuda a comprender las condiciones que forman los planetas, y el nuevo telescopio JWST de la NASA está tomando datos asombrosos sobre el sistema solar y los planetas que nos rodean”, dijo el profesor Ciesla. “Creo que vamos a hacer un gran progreso en esta cuestión”.
PrisioneroEnArgentina.com
Noviembre 30, 2024
Serpiente
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Las serpientes aparecieron por primera vez en la Tierra hace unos 340 millones de años, mucho antes de la extinción de los dinosaurios. En aquella época, probablemente tenían cuatro patas, como cualquier otro reptil moderno (lagartos, cocodrilos, tortugas), pero no como ninguna serpiente actual. Los científicos lo han confirmado a través de los restos de extremidades no funcionales presentes en la base de la cola en algunas especies (principalmente las constrictoras como las pitones).
Sin embargo, pronto se demostró que las patas en cuestión eran desventajosas (incluso un lastre), especialmente cuando se trataba de habitar en el barro, el agua o madrigueras subterráneas: como resultado, los individuos con extremidades más cortas (a veces con forma de remo, ideales para nadar y desempeñarse, y cuerpos más afilados se movían con mayor eficiencia y se reproducían más fácilmente.
Con el tiempo, las patas se atrofiaron y finalmente desaparecieron, mientras que el cuerpo se alargó, dando lugar a las serpientes que conocemos y (erróneamente) tememos hoy.
Las serpientes no son exactamente los únicos reptiles que han perdido sus extremidades durante los años de evolución, porque ese rasgo también se da en muchas especies de lagartos sin patas, que son animales completamente distintos.
Para saber la diferencia. ¿Cuál es la diferencia entre lagartos sin patas y serpientes? – sin duda se preguntará: ¿por qué desaparecieron las piernas de estos tipos, entonces? Probablemente por la misma razón mencionada anteriormente.
PrisioneroEnArgentina.com
Setiembre 1, 2024
¿Qué tienen en común los murciélagos y los humanos?
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El rastreo también mostró que esta capacidad de mapeo del tiempo requiere experiencia. Un análisis cuidadoso del movimiento de los murciélagos y sus opciones de alimentación indicó que planean qué árbol visitar mientras aún están en la colonia, exhibiendo así un comportamiento orientado al futuro y retrasando la gratificación todas las noches.
La hipótesis de los investigadores era que los murciélagos que dependen de los árboles frutales necesitan desarrollar la capacidad de rastrear la disponibilidad de alimentos tanto en el espacio (donde se encuentran los árboles frutales) como en el tiempo (cuándo cada árbol da frutos). Los científicos sugirieron que, al navegar por un paisaje con numerosos árboles frutales y néctar, los animales necesitarían rastrear mentalmente los recursos para poder regresar a ellos en el momento adecuado.
Para probar esta hipótesis, se adjuntó a cada murciélago un pequeño rastreador GPS de alta resolución, lo que permitió documentar las rutas de vuelo y los árboles visitados durante muchos meses.
Para responder a la pregunta de si los murciélagos forman un “mapa temporal” en sus mentes, los investigadores impidieron que los murciélagos abandonaran la colonia durante distintos períodos de tiempo, de un día hasta una semana.
“Queríamos ver si los murciélagos podían darse cuenta de que había transcurrido el tiempo y comportarse en consecuencia. Descubrimos que después de un día de cautiverio, los murciélagos regresaban a los árboles visitados la noche anterior. Sin embargo, cuando había pasado una semana entera, los murciélagos más viejos, basándose en la experiencia previa, evitaban los árboles que habían dejado de dar frutos en el intervalo”, explicó Lee Harten, coautor del estudio.
“En otras palabras, pudieron estimar cuánto tiempo había pasado desde su última visita a cada árbol y sabían qué árboles dieron frutos durante un corto período de tiempo y ya no valía la pena visitarlos. Los murciélagos jóvenes e inexpertos no pudieron hacer esto, lo que indica que se trata de una habilidad adquirida que debe aprenderse”, precisó.
El estudio demostró que los murciélagos vuelan directamente hacia cierto árbol conocido, y a veces tardan de 20 a 30 minutos en hacerlo. Cuando tienen hambre, vuelan más rápido cuando el árbol está más lejos, lo que sugiere que están planeando hacia dónde se dirigen. Además, mientras se concentran en el objetivo elegido, ignoran otros árboles fructíferos que ya visitaron, lo que indica la capacidad de retrasar la gratificación.
Basándose en todos los datos obtenidos, los científicos israelíes concluyeron que los murciélagos frugívoros son capaces tanto de analizar experiencias pasadas como de planificar inteligentemente sus acciones. Esto muestra que la brecha cognitiva entre el homo sapiens y otras especies no es tan amplia como se pensaba anteriormente, concluyó el autor principal del estudio, Yossi Yovel.
PrisioneroEnArgentina.com
Julio 9, 2024