Origen de la vida: Experimento de Miller y Urey

    La teoría del origen de la vida en la Tierra, de Oparin y Haldane, tuvo mucha resistencia entre los científicos, porque sus postulados se asociaban con el resurgimiento de las ideas centrales de la generación espontánea.  Era necesario encontrar alguna evidencia experimental que la sustentara.  Así, en 1953, el químico estadounidense Stanley Miller (1930-2007) realizó un experimento para ver sí, recreando las supuestas condiciones de la Tierra primitiva, podían obtenerse moléculas orgánicas.

 

Stanley Miller en la Universidad de Chicago

    Harold Urey (1893-1981), un prestigioso ciéntifico estadounidense, sostenía que la atmósfera del planeta, hace 4.000 millones de años, presentaba características "reductoras" debido a la abundancia del hidrógeno.  Miller, entonces, le propuso a Urey recrear esas condiciones atmosféricas en forma experimental.  Armó un dispositivo cerrado muy simple, donde calentó agua y una mezcla de los gases mencionados por Oparin y Haldane: hidrógeno (H2), metano (CH4), amoníaco (NH3) y vapor de agua (H2O).  Estos compuestos, inorgánicos y gaseosos, fueron sometidos durante una semana a descargas eléctricas por medio de electrodos.  De ésta forma, se pretendía simular la acción de los relámpagos en las frecuentes tormentas de hace millones de años.  Los productos obtenidos eran enfriados y se acumulaban en un recipiente ubicado en la zona inferior del dispositivo.  Se obtuvo así una mezcla de compuestos orgánicos simples, como la urea y algunos aminoácidos, unidades que forman las proteínas.

Esto solo demostró que en las condiciones que se cree que poseía la atmósfera primitiva se pueden originar moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas.  Pero ningún experimento logró aún obtener todos los componentes de los seres vivos.  Sabemos que parte de la materia prima de la vida pudo haberse generado de ésta manera, pero estamos lejos de saber cómo se originó la vida en la Tierra.

ACTIVIDAD: 

1. ¿De qué tipo de sustancias partieron en la experiencia?
2. ¿Qué representaban los recipientes esféricos (balones) en el modelo propuesto por Miller?
3. ¿Qué clase de sustancias obtuvieron al final de la experiencia?
4. ¿Probamos repetir el experimento? 


 
Experimento de Miller y Urey 

Charles Darwin y su viaje a bordo del Beagle

     

    Charles Darwin es un personaje central en la historia de la biología evolutiva, que curiosamente, nació en 1809, el mismo año que Lamarck publicó Filosofía zoológica.  Aunque en general se plantean las ideas de ambos como una dicotomía, la verdad es que Darwin continuó con el camino del conocimiento iniciado por los biólogos que lo antecedieron, entre ellos, Lamarck.

    

    Darwin desde pequeño colecionaba insectos y fósiles en sus recorridas por el campo.  Hijo y nieto de médicos, comenzó a estudiar Medicina en la Univesidad de Edimburgo, pero luego de dos años abandonó por falta de interés; tampoco prosperó en sus estudios en Cambridge para ser clérigo.

     En 1831, Stevens Henslow, profesor de Darwin, le consiguió un puesto como naturalista en la tripulación del barco HMS Beagle, capitaneado por Robert Fitz Roy.  Con apenas 22 años, emprendió este viaje que marcaría un antes y un después en su vida; todo lo que hiciera luego estaría signado por esta experiencia.

      El Beagle zarpó de Plymonuth, Inglaterra, el 27 de diciembre de 1831.  Cuando comenzó el viaje, Darwin tenía una preparación básica sobre geología, botánica y ornitología, y creía -como la mayoría de las personas- que las especies habían sido "creadas".  Apenas había comenzado el viaje, inició un registro minucioso de sus observaciones geológicas, botánicas e incluso antropológicas; con todas estas anotaciones publicó en 1839 un libro llamado Diario de viaje de un naturalista alrededor del mundo.

      Durante los cinco años de travesía, el Beagle recorrió las costas e islas cercanas de América del Sur, Australia, Madagascar y sur de África, entre otros destinos.  Desembarcó en América del Sur en febrero de 1832 en Bahía, Brasil; Darwin quedó fascinado por la exuberancia del bosque tropical.

      Mientras el Beagle cartografiaba las costas del mar Argentino, Darwin desembarcaba y hacía sus expediciones.  A partir de agosto de 1832 y por un período de dos años, Darwin recorrió gran parte de nuestro país: las costas bonaerenses y patagónicas, la región pampeana y la costa del rió Paraná hasta Santa Fe.  

      En Punta Alta, provincia de Buenos Aires, halló fósiles gigantes pertenecientes a armadillos, roedores y perezosos del tamaño de elefantes. Darwin no encontró ninguno vivo de tamaño semejante, pero sí identificó armadillos, perezosos y roedores de muchísimo menor tamaño: ¿estarían relacionados con los fósiles?, ¿serían éstos sus antecesores?  Supuso entonces que las especies pertenecientes a los fósiles fueron cambiando lenta y gradualmente a través de muchas generaciones hasta originar las especies más pequeñas.

      Luego de su paso por Tierra del Fuego y las costas chilenas, el Beagle arribó a las islas Galápagos en septiembre de 1835.  En ese conjunto de trece islas, Darwin hizo una serie de observaciones que años después serían cruciales para su teoría evolutiva, pero que en ese momento apenas le llamaron la atención.  Darwin notó que cada isla tenía una especie diferente de pinzón (uin ave pequeña) adaptada a un tipo de alimentación, y que a su vez todas estas especies eran diferentes a las de la costa del continente, a unos 960 Km de distancia. Darwin pensó que todos los pinzones podrían tener un ancestro común a partir del cual habrían evolucionado y que representaban adaptaciones que les permitirían sobrevivir en cada uno de los ecosistemas. A lo largo de muchas generaciones y por la suma de cambios durante su evolución, se habrían transformado en diferentes especies.  Al generalizar esta idea, llegó a la teoría del ancestro común.

    Luego de visitar Australia, algunas islas del Pacífico y el sur de África, el Beagle arribó al puerto de Flamouth el 2 de octubre de 1836.

    Luego de estos cinco años de viaje, Charles Darwin no era el mismo, poco quedaba del joven adepto a la creación e inmutalibidad de las especies, se estaba transformando en el científico que dudaría de las explicaciones religiosas y buscaría nuevas respuestas.

ACTIVIDAD:

1. ¿Qué observaciones sorprendieron a Darwin?
2. ¿Qué concluyó Darwin a partir de su viaje? 
3. Investiga acerca de la relación entre el hundimiento de volcanes y los atolones.

Biotecnología

ACTIVIDAD:

El esquema es una red conceptual. Te propongo que escribas todas las ideas posibles que se pueden extraer de esta red conceptual. Para ello deberás explicar cada relación entre conceptos.

Comportamiento animal

ACTIVIDAD:

1. ¿Qué tipo de comportamiento innato o adquirido comprobó Niko Tinbergen en la avispa? Justifica tu elección.
2. ¿Qué tipo de comportamiento innato o adquirido comprobó Niko Tinbergen en el pez espinoso? Justifica tu elección.

Trasplante de órganos y tejidos

   Nuestro sistema inmune nos protege contra muchos agentes infecciosos. Cuando una persona necesita un nuevo órgano, es decir requiere el trasplante de un órgano, la respuesta inmunológica natural puede resultar un obstáculo. Las células de nuestro cuerpo presentan en la superficie moléculas propias.  Algunas de estas pueden ser semejantes entre diferentes individuos, pero nunca serán exactamente iguales (salvo que se trate de individuos gemelos, es decir, genéticamente idénticos). Estas moléculas se conocen en conjunto con el nombre de complejo mayor de histocompatibilidad (CMH) y son proteínas. Los CMH de tipo I se hallan en la superficie de todas las células con núcleo y, también, en las plaquetas. Los CMH de tipo II se encuentran solamente en algunos tipos celulares del sistema inmune, como los linfocitos, macrófagos y monocitos.

   Las moléculas de los CMH del organismo son reconocidas como propias y, salvo en algunas enfermedades muy particulares, no generan respuesta inmune. En cambio, las moléculas que difieren de los CMH propios desencadenan mecanismos de acción inmunitaria.

   Si a nuestro cuerpo ingresa un tejido cuyo CMH es diferente, el sistema inmune y, en particular, los linfocitos T citotóxicos, interpretarán que se trata de un agente extraño y comenzarán a realizar todas las acciones para eliminarlo. Por eso, el sistema inmune puede rechazar un órgano o un tejido.

   Cuando una persona debe ser sometida a un trasplante de órgano se realizan estudios genéticos para determinar su CMH.  Luego se busca un donante de órganos cuyo CMH sea lo más parecido posible al del receptor. De esta forma, las posibilidades de rechazo son menores, pero lamentablemente, no disminuyen por completo. Por eso, una vez que se realizó un trasplante, la persona que lo recibe debe tomar durante toda su vida drogas inmunosupresoras. Estas drogas inhiben parcialmente al sistema inmune y, por lo tanto, disminuyen la posibilidad de que el órgano sea rechazado.

   En casos excepcionales, se realizan trasplantes de riñón o de parte del hígado de donantes vivos. Cuando se trata de familiares del enfermo, el órgano a trasplantar tiene más posibilidades de ser genéticamente compatible.

   El Incucai, que es Instituto Nacional Central Único Coordinador de Ablación e Implante, es el ente responsable de la coordinación de todos los procesos relacionados con el trasplante de órganos en nuestro país.

ACTIVIDAD:
Luego de leer el texto y de investigar en el link propuesto responder.

1. ¿Qué es el trasplante de órganos o tejidos?
2. ¿Qué es el Incucai? ¿Cuál es el objetivo de la institución?
3. ¿Qué significan los términos: ablación e implante?
4. ¿Cuáles son los órganos y tejidos que se trasplantan en nuestro país?
5. ¿Se puede donar órganos en vida? ¿En qué casos?
6. Definan las moléculas del CMH.
7. ¿Qué tipo de CMH tiene una célula muscular? ¿y un macrófago?
8. ¿Por qué, cuando se trasplanta un órgano, el CMH del donante debe ser similar al del receptor?

Iniciando un camino

     Jane Goodall (video)    

  Jane Goodall (artículo)

    ¡Hola! Soy Esther Brey, y los invito a recorrer juntos un maravilloso mundo, el de la Biología. Espero que sea interesante, divertido; y donde todos podamos ser maestros y aprendices.