4. La vida: origen i evolució

CONTINGUTS

1. L’origen de la vida

1.1. Què és la vida?

1.2. Teories sobre l’origen de la vida

2. Teoria de l’evolució les espècies

2.1. Creacionisme i fixisme

2.2. Teories evolutives

3. Homo sapiens

3.1. Què ens fa específicament humans?

3.2. Els homínids

3.3. L’evolució fins l’Homo sapiens

1.  L’ORIGEN DE LA VIDA

1.1 Què és la vida?

Definir el que s’entén per vida no és fàcil, ni tan sols en termes científics. Molts són els científics que han intentat donar una definició del què és la vida.
Si som rigorosos/es ens adonarem que la típica definició d’ésser que neix, mor i es reprodueix es queda curta, i no ens podria ajudar a distingir el que és viu del que no ho és.

Què és la vida?… segons els científics. Un article del NaturalsOM recull algunes de les reflexions al voltant del concepte vida que fan alguns científics/ques.

La Biologia és la rama de la ciència que s’ocupa del seu estudi. Actualment la ciència defineix la vida com un sistema químic autopoiètic capaç d’experimentar evolució darwiniana, és a dir, amb material genètic que es replica i muta.

Amb aquesta expressió queden resumides totes les propietats que caracteritzen els éssers vius:

– La unitat més petita de vida és la cèl·lula. Tots els éssers vius estan formats per una o més cèl·lules. Des del punt de vista estructural, la cèl·lula és una estructura de matèria viva constituïda por una membrana, un citoplasma i material genètic, que conté la informació sobre la seva estructura i funcionament. Des del punt de vista funcional, la cèl·lula és la unitat més senzilla de matèria viva autònoma, ja que és capaç de realitzar les tres funcions vitals: es nodreix, es reprodueix i es relaciona.

– Els éssers vius constitueixen un sistema que intercanvia matèria i energia amb el medi. Aquest conjunt de canvis químics i de transformacions d’energia constitueixen el metabolisme.

Homeostasi: Els éssers vius mantenen relativament constant el seu medi intern.

-Els éssers vius són sistemes autopoiètics: són capaços d’autorenovar-se, d’automantenir-se. L’autopoiesi es detecta pels processos químics i pel flux d’energia que anomenem metabolisme.

– Els àcids nucleics són les molècules que contenen la informació necessària per la vida. Tenen la capacitat de replicar-se i fer còpies d’elles mateixes, que hereten les cèl·lules filles, el que permet la perpetuació dels éssers vius.

– La duplicació comporta, no obstant, errors en les còpies. Aquests canvis en la informació genètica o mutacions són la base de la selecció natural que permet l’evolució de les espècies.

Definició de vida. Un article de Nahle, N. (2004) que dóna una definició molt completa. 

A qui us agradi llegir: ¿Qué es la vida? Un text de Edwin Schrödinger

La vida es carbono

Tornar a l’índex

1.2. Teories sobre l’origen de la vida

El problema de l’origen de la vida s’ha plantejat des de diverses perspectives, que, òbviament, en els seus inicis, van ser especialment de tipus mític i religiós, però que, ja des de l’aparició de la filosofia, van intentar evitar recórrer al mite, la qual cosa va preparar el terreny per a explicacions d’ordre científic.

Creacionisme i generació espontània

En la tradició més estesa a occident -la concepció dominant durant segles, lligada a les creences religioses de matriu judeocristiana-, es concebia l’origen de la vida com un acte de creació divina, creació que podia entendre’s com feta d’una vegada per sempre, o com una creació més o menys contínua, la qual cosa explicava la generació espontània. És el que es coneix amb el nom de creacionisme.

Una web que defensa el Creacionisme. Encara que sembli increïble (també indignant) encara hi ha qui posa en dubte l’evolució, i la critica l’evolucionisme per la seva postura contrària a dogmes i fe cristiana. El més preocupant és que en algunes regions (com ara els EUA) el creacionisme està a l’ordre del dia, disfressat de teoria científica i empíricament demostrada i intenten convèncer que l’evolució és una hipòtesi no demostrada!

Francesco Redi, metge i naturalista del segle XVII,ha passat a la història com un dels primers científics que va refutar experimentalment la teoria de la generació espontània.  Redi  realitzà diversos experiments en relació a l’aparició espontània de vida a partir de material inert.

En 1860 Louis Pasteur va demostrar que la generació espontània no existia, que tot ésser ve d’un altre existent. Golpe mortal a la generación espontanea

Panspèrmia

La panspèrmia és una teoria que defensa que la vida s’ha generat a l’espai i des d’allí ha arribat a la Terra. Anaxàgores, que va viure a Grècia en el segle VI a.C., va ser un dels primers en formular aquesta hipòtesi, tot i que la panspèrmia, com a teoria que intenta explicar l’origen de la vida,  pren força  partir del segle XIX.

El químic suec Svante Arrhenius fou del seus defensors principals, afirmant que la vida prové de l’espai i viatja en forma de diminutes espores gràcies a la radiació dels estels. Aquesta hipòtesi va estar refutada per Paul Becquerel, que va demostrar que les condicions de l’espai (baixes temperatures, radiació u.v.a, buit …) no podrien mantenir amb vida aquestes espores. L’origen extra-terrestre de la vida sembla possible amb l’anàlisi d’alguns meteorits que han arribat a la Terra amb molècules orgàniques. La teoria de la Panspèrmia encara té adeptes…

Un cop establert, a partir dels experiments de Pasteur, que només la vida podia generar vida (biogènesi), quedava encara una gran pregunta per contestar: i el primer ésser viu, com es va formar?

Són vàries les teories que intenten explicar l’origen de la vida.

Tornar a l’índex

Origen abiòtic de la vida: Oparin i Haldane

L’any 1922, el bioquímic rus Alexander Oparin va desenvolupar una teoria sobre l’origen de la vida: les primeres molècules orgàniques es van formar a partir dels gasos de l’atmosfera primitiva reductora (rica en H2O, NH3, CH4, H2) per l’acció de descàrregues elèctriques produïdes per les tempestes i la llum ultraviolada del sol. aquesta teoria la va publicar el 1924. Independentment el biofísic anglès John B. S. Haldane, desconeixent el treball d’Oparin va publicar unes idees semblants el 1929.

La teoria d’Oparin va ser represa per Stanley Miller, que va posar en pràctica l’experiment que assolia crear matèria orgànica a partir de matèria inorgànica de forma espontània sota unes condicions que simulaven les de la terra primitiva.

TEORIA D’OPARIN SOBRE L’ORIGEN ABIÒTIC DELS ÉSSERS VIUS

1. Fa uns 3800 milions d’anys, la atmosfera primitiva estava formada per: metà (CH4), amoníac (NH3), hidrogen (H2) i vapor d’aigua (H2O), era reductora i anaeròbia. En aquestes substàncies hi havia els principals bioelements que formen la matèria viva: carboni (C), nitrogen (N), hidrogen (H) i oxigen (O).

2. La formació de les primeres molècules orgàniques; va ser possible a les radiacions solars i les descàrregues elèctriques que van proporcionar l’energia suficient per a què els components de l’atmosfera reaccionessin i es formessin les biomolècules, compostos orgànics senzills com els que ara formen els principals compostos dels éssers vius: aminoàcids, monosacàrids, nucleòtids.

3. Polimerització.Les primeres molècules orgàniques van ser monosacàrids, lípids simples, aminoàcids i altres molècules senzilles que van reaccionar entre sí per donar lloc a molècules més complexes: proteïnes, greixos complexes, polisacàrids i àcids nucleics.

4. La sopa primitiva: segons Oparin, els compostos orgànics que es van formar a l’atmosfera van ser arrossegats cap als mars per les pluges i allà, al llarg de milions d’anys, es van concentrar formant una solució espesa d’aigua i molècules orgàniques i inorgàniques que ell va anomenar “brou primitiu “.

5. Els coacervats: En aquest “brou primitiu” algunes molècules van formar membranes, originant unes estructures esfèriques anomenades coacervats. Alguns coacervats van poder concentrar en el seu interior enzims amb les de fabricar les seves pròpies molècules i obtenir energia. Finalment, alguns van poder adquirir el seu propi material genètic i la capacitat de replicar (reproduir-se). Es van formar així els primitius bacteris.

L’EXPERIMENT DE STANLEY MILLER i H.C. UREY

El 1953, els bioquímics S. L. Miller i H. C. Urey de la Universitat de Chicago van construir un aparell que tractava de reproduir les condicions d’atmosfera primitiva postulades per Oparin i Haldane: van sotmetre una barreja de vapor d’aigua, metà, amoníac i hidrogen a fortes descàrregues elèctriques.

El resultat va ser l’obtenció d’algunes molècules orgàniques, entre elles 13 dels 20 aminoàcids presents a les proteïnes.

L’experiment mostrava que era possible que la Terra primitiva hagués evolucionat de condicions abiòtiques (sense vida) a condicions prebiòtiques (prèvies a la vida). Això no obstant, no aclaria el pas definitiu de les molècules complexes a la primera cèl·lula. Extret de Planeta viu: dels bacteris als humans.

Tots el apunts en format presentació de diapositives:


Apunts sobre l’origen de la vida

L’origen de la vida i els primers organismes

Origen e historia evolutiva de la vida

Pàgina de la NASA sobre l’origen de la vida (en anglès).

Entrevista a Stanley Miller (en anglès).

Tornar a l’índex

2. LA TEORIA DE L’EVOLUCIÓ

Res té sentit en biologia si no és sota el prisma de l’evolució“. Theodosius Dobzhansky

La teoria de l’evolució, en contraposició a les teories fixistes, explica que les espècies han evolucionat en el temps. Tot i que durant molts segles la visió fixista dels éssers vius va predominar especialment en el món occidental, sabem que filòsofs grecs com Anaximandre o Empèdocles ja defensaven una visó dels organismes que permetria el seu canvi al llarg del temps, és a dir, una evolució dels organismes més o menys limitada.

No va ser fins a la il·lustració que les idees evolucionistes començaren a difondre’s públicament en el món occidental. En aquest sentit es manifestaren autors com Benoît de Maillet, baron d’Holbach, Denis Diderot, Erasmus Darwin o, en algunes afirmacions, el compte de Buffon. Són els primers evolucionistes.

JEAN BAPTISTE LAMARCK:

La primera formulació rigorosa d’una teoria evolucionista ben estructurada i contrària al creacionisme imperant a l’època no és va produir fins el 1800, quant Jean Baptiste Lamarck, antic oficial de l’exèrcit i professor de zoologia a París, va fer la primera exposició pública de la seva teoria en el curs de zoologia que impartia al Muséum d’Histoire Naturelle a París. Fins al final de la seva vida Lamarck aniria polint la seva teoria a través de diverses obres, entre elles la més coneguda, Philosophie zoologique.

Segons Lamarck, al llarg de la seva vida els éssers vius s’adapten al medi: els canvis en les circumstàncies del medi causarien canvis en els hàbits i conductes i, en conseqüència, canvis als seus òrgans. L’ús d’aquests òrgans provoca el seu desenvolupament, mentre que la manca d’ús en provocaria l’atròfia. Finalment, els canvis produïts al llarg de la vida d’un organisme s’hereten a la descendència, la qual cosa pot portar, en unes quantes generacions, a una nova espècie.

Les idees de Lamarck , resumidament es basaven en dos principis:

  • la capacitat dels organismes per adaptar-se a les circumstàncies (a l’ambient),
  • l’herència dels caràcters adquirits

Aquests són els fonaments de la teoria de Lamarck :

1. A mesura que les circumstàncies de territori canvien, els caràcters dels animals i plantes, canvien proporcionalment.

2. La falta d’ús d’un òrgan, feta constant pels hàbits adquirits, empobreix gradualment aquest òrgan i acaba per fer-lo desaparèixer. Tenir ulls al cap és propi de gran nombre d’animals diversos; formen una part essencial del pla d’organització dels vertebrats. No obstant el talp, que pels seus hàbits fa servir poc la vista, té uns ulls molt petits, gairebé no són aparents, perquè exercita molt poc aquest òrgan.

3. L’ús freqüent d’un òrgan, fet constant pels hàbits, augmenta la facultat d’aquest òrgan, el fa desenvolupar i el fa adquirir unes mides i una força d’acció que no es poden comparar ni de lluny amb els animals que l’exerciten menys. Les girafes tenen un coll llarg com a resultat d’esforçar-se per abastar les fulles dels arbres. De tant estirar el coll, se’ls hi ha allargat.

4. Tot canvi adquirit en un òrgan per un hàbit d’ús suficient per haver-lo produït es conserva per la generació si el canvi és comú als individus que, en la fecundació, intervenen en la reproducció de l’espècie. El canvi es propaga i passa així a tots els individus que se succeeixen i que estan sotmesos a les mateixes circumstàncies, sense que calgui adquirir-lo per la via que realment el va crear.

La teoria de l’evolució de Lamarck no va ser mai acceptada, però no pels seus defectes, sinó perquè va quedar literalment eclipsat per la figura més prestigiosa de la seva època: Georges Cuvier. Donat que aquest era un gran defensor del creacionisme, el resultat va ser que Lamarck va morir a l’oblit l’any 1829, i la seva teoria simplement no es va arribar a consolidar.

Com acostuma a passar en la història de la ciència, molts anys després, a finals del segle XIX, la seva teoria es va reanalitzar i finalment van agafar un cert prestigi. Tot i que la teoria té grans errades, Lamarck va sembrar la llavor de la teoria de l’evolució. Darwin, Lyell, Haeckel i altres evolucionistes importants el van considerar un gran zoòleg així com un precursor de l’evolucionisme.

Tornar a l’índex

CHARLES DARWIN

Charles Darwin, és sense dubte, el científic crucial en el desenvolupament de la teoria de l’evolució, especialment per haver descobert el mecanisme de la selecció natural. Després de 23 anys de maduració de les seves teories, el 24 de novembre de 1859 es va publicar per primera vegada “L’origen de les espècies” (“On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the preservation of Favoured Races in the Struggle for life“) de Darwin. La repercussió va ser enorme.

Charles Darwin és el que considerem pare de l’evolució. No obstant, no podem oblidar que Alfred Russel Wallace, coetani de Darwin va arribar a les mateixes conclusions, i per tant és més rigorós parlar de la teoria de l’evolució de Darwin & Wallace

La lògica del pensament de la teoria evolutiva o darwinisme se sustenta sobre aquests punts o postulats:

Recursos limitats: qualsevol població té un potencial reproductiu enorme. Això no obstant, el nombre d’individus de la majoria de poblacions es manté més o menys constant, a causa de la limitació de la disponibilitat de recursos. La competència pels recursos és gairebé inevitable.

Variabilitat de les poblacions: Els individus de qualsevol població no són idèntics. Aquestes diferències poden conferir a un individu avantatges o inconvenients respecte als altres individus en la seva lluita pels recursos limitats

Selecció natural: El resultat d’aquesta competència desemboca en una tria dels organismes que sobreviuen. Els més adaptats, els que presenten algun avantatge adaptatiu tenen més possibilitats de sobreviure, de reproduir-se i de deixar descendents amb els seus avantatges. A la llarga, generació darrera generació, els organismes menys adaptats són eliminats per selecció natural.

Adaptació: els caràcters més adaptats són cada vegada més freqüents en la població. Les espècies s’adapten als ambients.

Evolució: Al llarg del temps la selecció natural és el mecanisme pel qual les espècies van variant. El procés de l’evolució és gradual, lent i continu.

Teories evolucionistes:


Proves de l’evolució:


Tornar a l’índex

Genética de poblacions: claus sobre l’evolució darwiniana i l’evolució humana.

Teories evolutives actuals: neodarwinisme o teoria sintètica.

Charles Darwin sabia que hi havia una transmissió d’informació de pares a fills, però no sabia com es produïa, perquè en aquella època no es coneixien els mecanismes hereditaris. Això constituïa una incòmoda llacuna a la seva teoria de l’evolució per selecció natural.

Tot i ser contemporani de Gregor Mendel, Darwin no va conèixer el seu treball, que desxifrava l’herència dels caràcters simples, perquè la comunitat científica de l’època els va ignorar fins a tornar-los a descobrir l’any 1900. La teoria cromosòmica de l’herència va donar peu a la teoria moderna de l’evolució, que es coneix com a teoria sintètica de l’evolució o neodarwinisme .

El neodarwinisme, doncs, incorpora els mecanismes genètics de l’herència. Actualment, es considera que l’evolució actua mitjançant la selecció natural, però també es tenen en compte altres mecanismes d’especiació com la deriva genètica, les migracions i, especialment, les mutacions.

Les mutacions introdueixen individus amb noves característiques en una població; l’elevada variabilitat intraespecífica pròpia de les poblacions té el seu origen justament en la mutació i recombinació gènica pròpia dels fenòmens de sexualitat. Llavors, les mutacions serien una font de variabilitat sobre la qual pot actuar la selecció natural.

Uns apunts sobre les teories que expliquen el canvi evolutiu

Tornar a l’índex

3. L’HOMO SAPIENS

Els antropòlegs creuen que els primers grups d’humans van aparèixer a l’est d’Àfrica fa més de sis milions d’anys. Els humans som una peça més del complex entrellat d’espècies que ha poblat -i poblarà- l’univers.

L’Homo sapiens és relativament jove, i en aquests segles d’existència ha demostrat una gran capacitat d’adaptació, de síntesi, de creació, de consciència, que l’ha portat a un grau de tecnificació capaç d’arribar a aconseguir fites inimaginables.

Aquest viatge, el de l’evolució dels homínids, és apassionant; el seu descobriment ens obra les portes a la interpretació d’on venim, però també, a la prospectiva d’allà on anem. (font original: Evoluciona)

Per començar: Quin paper té l’evolució en el cas dels humans? Podem jugar amb l’evolució humana?

Tras las huellas de nuestros orígenes: El procés d’hominització: d’on venim?

El bipedisme

Animació sobre l’evolució humana

L’evolució humana

L’evolució dels humans. Coneix els teus avantpassats

Claves de la evolución humana

El origen del ser humano.

Petjades d’home: un viatge per la nostra evolució

Arbre dels homínids . Genealogia dels nostres avantpassats. Esquema en què trobareu totes les espècies antecessores de l’actual home. Fent-hi clic accedireu a la informació específica de cadascuna. Un altre esquema de l’arbre evolutiu dels homínids. Un arbre genealògic dels homínids. I encara un altre esquema més, per estar ben situat!

Web que ens permet veure en tres dimensions els cranis dels principals fòssils, en reconstruccions sintètiques.

Els descobriments que han portat a entendre l’evolució humana

Atapuerca.  Pàgina web de l’equip científic que treballa al jaciment d’Atapuerca (Burgos), referent mundial en l’estudi de fòssils d’homínids.

Primers homínids

Australopithecus afarensis

Australopithecus africanus i Australopithecus garhi

Diferencies entre Australopithecus i Paranthropus

Paranthropus robustus

Homo habilis i Homo rudolfensis

Homo antecessor

Homo heidelbergensis

Homo sapiens

El sapiens més antic d’Europa. Gràfics de El Mundo

Evolució humana En aquest web  (en anglès) trobareu documentals i animacions sobre l’evolució humana, organitzats en una sèrie de tòpics: evidència a partir de fòssils, anatomia, línies de temps (evolució, extinció, genètica) i cultura (eines, llenguatge)

Tornar a l’índex


2 thoughts on “4. La vida: origen i evolució

  1. Pingback: 4. La vida: origen i evolució | Naturals...

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà Els camps necessaris estan marcats amb *