Barra

L'origen de la vida




Obra dirigida pel Doctor Asiain García de la Universitat de Barcelona i amb la col·laboració de la biòloga Mª Àngels Hernández.

 

L'ORIGEN DE LA VIDA és un pont entre les ciències de la Terra i el medi ambient i la biologia que pretén facilitar la comprensió de la interacció entre l'evolució geològica del planeta i la vida, tractant aspectes que es despleguen concretament a cada matèria per separat.

S'ha procurat que les dades estiguin actualitzades i que s'introdueixin algunes teories encara avui dia controvertides i discutides per la comunitat científica (aquest és el cas de la teoria Gaia de James Lovelock ). També es fa esment d'algunes de les persones que en un moment o altre han contribuït a una visió innovadora de l'evolució planetària (A.Oparin, J. Haldane, S. Miller, L. Margulis ).

Si volem que l'usuari adquireixi una visió global i sintètica, és recomanable disposar d'una eina que ens permeti fer de lligam i que harmonitzi els criteris.

Aquesta obra ajudaria l'usuari a veure la Terra com un sistema. No es tracta d'una obra que prioritzi l'originalitat, sinó el caire pràctic.

La divulgació de les ciències de la naturalesa permet comprovar com és, de difícil, lligar caps i aconseguir de l'alumnat una comprensió de la complexitat i de la interdependència dels processos naturals. Aquesta obra voldria subministrar un material senzill per tal de facilitar la tasca de comprensió .

En tots els casos és raonable que es pugui encabir en una mateixa obra fets i conceptes que malgrat aparèixer dispersos són vessants d'un mateix fenomen natural: l'evolució geològica del nostre planeta ha marcat l'aparició i l'evolució de la vida, i la vida ha contribuït a la creació i el manteniment de certes característiques i condicions geològiques

 

1.- Argumentar algunes de les teories sobre l'origen de la vida i reconèixer el seu caràcter científic o no.

2.- Relacionar fenòmens físics, químics, geològics i biològics.

3.- Explicar les característiques dels regnes mòneres i protoctist.

4.- Explicar les característiques dels virus.

5.- Reconèixer el caràcter universal de la composició química de les biomolècules.

6.- Descriure la localització del material genètic.

7.- Distingir els diferents tipus metabòlics cel·lulars.

8.- Resumir les funcions principals del metabolisme.

9.- Esquematitzar les vies principals de degradació i síntesi de molècules.

10.- Interpretar el procés de mitosi i el seu significat biològic.

11.- Precisar la naturalesa del codi genètic.

12.- Analitzar el paper de les mutacions en l'evolució.

 



 

1.- Comentari de textos científics.

2.- Anàlisi de seqüències de video o DVD.

3.- Utilització del llenguatge científic.

4.- Establiment de relacions entre els processos biològics.

5.- Formulació de conclusions i noves preguntes.

 

1.- Valoració crítica de la biologia i de les ciències de la Terra

2.- Presa de consciència que la biologia i les ciències de la Terra són el resultat del treball col·lectiu.

3.- Interès per les relacions que existeixen entre la biologia i la geologia

4.- Rigorositat i constància en documentar-se davant de fets biològics i geològics.

 

El preu total de l'obra és de 170* euros, IVA i despeses d'enviament inclosos.

 


*El preu inclou un 15% de descompte per a Biblioteques Públiques.

 

 

 

PRIMERA PART - LA MATÈRIA DE LA VIDA

1- INTERACCIÓ PLANETA VIDA

Aquest capítol d'introducció presenta la vida com una força geològica. Es dóna importància al fet que la vida va sorgir a la Terra tan aviat com li va anar possible, a la presentació dels treballs de James *Lovelock i al concepte de autopoiesis.


2. ELS INICIS

En aquest capítol és important explicar el pas de l’Hadeà a l’Arqueà així com els ingredients de la vida. Un concepte que s’introdueix és la composició de l’atmosfera primitiva de la Terra. No hi ha dubte de quins eren els elements químics que formaven l’atmosfera primitiva però en canvi no se sap quins van ser els compostos que es van originar. També s’introdueix l’aparició de la vida microbiana.


3. LA TERRA ÉS ÚNICA

En aquest capítol s’introdueix la diferent evolució de la Terra en comparació amb els planetes veïns Mart i Venus. És important destacar el paper del diòxid de carboni que a la Terra es recicla contínuament. S’introdueix el concepte de plaques litosfèriques que es mouen a la deriva.


4- MART

S’introdueixen les característiques geològiques de la superfície de Mart i del clima marcià primitiu i de què no hi ha evidència definitiva de que hi hagi, o hagi hagut, vida a Mart.

S’explica que fa 4000 milions d’anys els volcans de Mart expulsaven prou diòxid de carboni per a mantenir càlida la superfície del planeta.

Amb el temps aquesta activitat volcànica es va aturar perquè Mart es més petit que la Terra i les seves reserves internes de calor es van exhaurir impedint tota activitat volcànica.


 5- VENUS

S’explica l’evolució de Venus. A la superfície de Venus així que la lava surt s’escampa formant una capa llisa de roques a causa de la pressió increïblement alta que prové de l’atmosfera plena de diòxid de carboni. Venus és més prop del Sol i per tant la seva temperatura és més elevada. El problema a Venus és que a la seva superfície la temperatura és massa alta per tenir aigua líquida. El diòxid de carboni de l’atmosfera es va acumulant i acumulant i no es fixa a les roques i aquesta és la causa de que Venus pateixi un efecte hivernacle incontrolable.


6. COMPARACIÓ DE LES ATMOSFERES, VENUS I LA TERRA

Comparació de les atmosferes planetàries de Mart i Venus amb la de la Terra amb i sense vida.


7. METEORITS I PANSPÈRMIA

Introducció a la panspèrmia, teoria segons la qual la vida es duta a l’atzar de sistema solar en sistema solar, i de planeta en planeta. Introducció a l’estudi dels meteorits i la seva aportació a les investigacions sobre l’origen de la vida.


8. BROU PRIMIGENI

Introducció a les hipòtesi de Oparin i Haldane així com als experiments de Miller.

Conceptes com el caràcter reductor i oxidant de l’atmosfera primitiva es discuteix a la vista dels descobriments més recents.


 9. PRIMER I DARRER ANCESTRE COMÚ

Presentació de LUCA, inicials angleses de last universal common ancestor, és un bacteri de 572 gens. De fet, ningú l’ha vist aquest bacteri. Es tracta d’un càlcul de biocumputació a partir del mínim comú múltiple dels genomes de tots els seus descendents, és a dir, els éssers vius actuals.


10. LES PRIMERES DIVERSIFICACIONS CEL.LULARS

Introducció a l’aparició de dues estratègies diferents de supervivència:


- d’una banda productors, amb paret rígida, cèl.lules es van adaptar a consumir molècules cada cop més petites fins a desenvolupar rutes metabòliques que les transformarien de cèl.lules consumidores de matèria orgànica a cèl.lules productores de matèria orgànica. A partir d’aquest fet el risc de que la vida s’extingís per manca d’aliment va desaparèixer.

- d’altra banda, consumidors amb citoesquelet, cèl.lules que van seguir alimentant-se de matèria orgànica. Els compostos que utilitzaven eren cada cop més grossos, inclosos els cossos de les altres cèl.lules.

SEGONA PART - LA VIDA S’ORGANITZA

11. ORGANITZACIONS PROVARIOTA I EUCARIOTA

Introducció a les organitzacions cel.lulars eucariota i procariota i de les diferències d’organització cel.lular, de fisiologia o funcionament cel.lular i metabòlic. S’explica la importància de l’aparició de la membrana cel.lular.


12. TEORIA DE L´ENDOSIBIOSI

Introducció a la teoria de la microbiòloga nord-americana Lynn Margulis. En cert sentit profund podem dir que tots estem fets de microbis. De fet és pràcticament unànime l’opinió de la comunitat científica internacional pel que fa a l’origen de la cèl·lula eucariota. Origen de mitocondris i cloroplasts.


 13. GRANDÀRIA DEL GENOMA

Definició del valor C i introducció a la paradoxa d’aquest valor. Comparació de la grandària dels genomes d’eucariotes i de procariotes. Relació entre grandària del genoma i complexitat de l’organisme.


14. MODIFICANT ELS GENOMES

Són molts els mecanismes mutacionals que poden produir canvis en la grandària del genoma. Aquí s’expliquen alguns d’ells que tenen lloc ja sigui a gran escala (duplicació de tot el genoma), ja sigui a escala molt petita (pèrdua o guany d’uns pocs nucleòtids).


15. BALL DE CROMOSOMES

Presentació de la mitosi i de la meiosi. La major part de les cèl.lules eucariotes disposen d’una gran quantitat de DNA que funciona com arxiu genètic. La mitosi és el sistema més adequat per distribuir equitativament el DNA. Meiosi i fecundació van juntes. La meiosi redueix el nombre de cromosomes a la meitat ( en el cas humà de 46 a 23).


16. L´HIPÒTESI GAIA

Presentació de la teoria de James Lovelock. Va formular la hipòtesi Gaia en què defensa que l’atmosfera, la temperatura i la concentració de sals als oceans s’han fet adequades per a permetre la supervivència de la vida.


17. ELS DOMINI DELS MICROBIS

Introducció a l’estabilitat de la vida bacteriana ( i per tant microbiana) des del seu origen fins als nostres dies, un fet que perdurarà mentre la Terra duri. Encara ens trobem dins l’edat dels bacteris; això és així des del principi i ens atreviríem a dir que ho serà per sempre fins a la fi de la vida en aquest planeta.


18. ELS MÒNERES

Comparació entre Mòneres i la resta d’organismes.


19. ELS PROTOCTISTS O PROTISTS

Comparació entre Protoctists i la resta d’eucariotes.


20. ELS VIRUS

Comparació entre virus i éssers vius.

TERCERA PART - LA VIDA EVOLUCIONA

21. LA VIDA MODIFICA L´ATMOSFERA

Els primers processos que van aparèixer van ser la fermentació i la fotosíntesi. Es presenta el canvi produït amb l’aparició de l’oxigen a l’Arqueà. Aquest oxigen va reaccionar amb diferents elements i es van formar minerals nous (SO4, Fe2O3 i Fe3O4). La incorporació progressiva d’oxigen a l’atmosfera va començar fa 2200 milions d’anys i va acabar fa 1800 milions d’anys. Quan ja no van quedar més elements per reaccionar amb l’oxigen, és a dir per oxidar, l’oxigen va seguir acumulant-se a l’atmosfera.


22. L´ATMOSFERA MODIFICA LA VIDA

Des de bon començament la Terra ha estat involucrada en l’origen de la vida.

La pròpia energia de la Terra va alimentar les formes de vida primitives.

Tant els geofísics com els paleontòlegs mostren cada cop més interès pels períodes més primitius de la història de la Terra. L’Arqueà L’atmosfera actua com una pantalla protectora que ha permès a la vida seguir una lenta evolució protegida per un embolcall d’aire.


23. LA TERRA PRIMITIVA

Introducció a les evidències que a altres planetes del sistema solar i fins i tot de l'espai interestelar existeixen molècules orgàniques. Per tant, podríem afirmar que hi ha una evolució química a escala còsmica. Realment es podria haver originat la vida tal i com la coneixem a planetes com Venus o Mart, però no hauria subsistit a causa dels posteriors canvis dels seus ambients.


24. ESCENARIS PER ALS ORÍGENS

Presentació d’altres hipòtesis diferents de la del brou primitiu que van suposar Oparin i Haldane que han suggerit diferents escenaris per als orígens.


25. ELS PRIMITIUS OCEANS I LA VIDA

Introducció a final de l’eó Hadeà i el principi de l’Arqueà. En algun moment entre aquest temps i els següents 100-50 milions d’anys s’originaren les primeres cèl·lules procariotes. Estores o tapissos microbians estaven estesos pel nostre planeta. La seva primera evolució i diversificació, el posterior desenvolupament de les comunitats bacterianes va originar els primers ecosistemes.


26. FLUCTUACIONS DELS OCEANS I DE L´OXIGEN

Quan els oceans es van formar, l’aigua estava carregada amb enormes quantitats de ferro reduït (Fe2+, forma soluble). Aquests ions eren la conseqüència de milions d’anys de rentat de roques en l’ambient anaeròbic (sense oxigen), característic de l’atmosfera primitiva. L’oxigen produït pels primers organismes fotosintètics o el resultant de l’escissió fotoquímica ( anomenada també fotolisi) de l’aigua a l’atmosfera, hauria estat consumit immediatament en l’oxidació del ferro. Això va provocar la precipitació d’òxid fèrric (Fe2O3) en els sediments dels fons oceànics.


27. EXPANSIÓ I EXTINCIÓ

Devem la nostra existència a una sèrie de casualitats que s'han produït en la història de la vida des del seu origen. El relleu de la Terra, la posició i la mida dels oceans, el clima i l’evolució de la vida han estat i són modificats constantment pel ballet de les plaques litosfèriques, ballet lligat a les forces internes del nostre planeta.


28. IMPACTES I ERUPCIONS

La geologia del planeta té una influència directa sobre el canvi en el curs de l’evolució. Existeixen estretes relacions entre la velocitat d’expansió dels fons oceànics, el nivell del mar, la concentració d’oxigen i de diòxid de carboni atmosfèrics, el clima i la biodiversitat. Però no hem d’oblidar l’atzar. Probablement també les formes de vida actuals són conseqüència de l’atzar.


29. LA VIDA CONQUEREIX ELS CONTINENTS

Aquest capítol introdueix com llinatges sencers de microorganismes, vegetals i animals van colonitzar les superfícies continentals on els hi esperava la deshidratació i la radiació ultraviolada.


30. LA VIDA CONQUEREIX ELS CELS

L’era Mesozoica va ser l’escenari d’un increment en el nombre d’animals que van adquirir la capacitat de volar.


31. LA HUMANITAT MODIFICA LA VIDA

La humanitat ha fet ús de la seva intel.ligència per desenvolupar uns nivells tecnològics molt complexos. Combinant les habilitats socials i tècniques la humanitat ha modificat, i en certa manera controlat el medi ambient, sovint en detriment d’altres espècies.