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EL AGUA Y EL ORIGEN DE LA VIDAEL AGUA Y EL ORIGEN DE LA VIDA

El agua es el lquido de la vida:El agua es el lquido de la vida: es la sustancia ms abundante en laes la sustancia ms abundante en la

biosfera (1.500 km3)biosfera (1.500 km3) es el componente mayoritario de los sereses el componente mayoritario de los seres

vivos (del 65 al 95% del peso de lavivos (del 65 al 95% del peso de la

mayora de organismos)mayora de organismos)

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EL AGUA Y EL ORIGEN DE LA VIDAEL AGUA Y EL ORIGEN DE LA VIDA

El agua:El agua: fue el soporte donde surgi la vida,fue el soporte donde surgi la vida, particip activamente en las reaccionesparticip activamente en las reacciones

qumicas que formaron agregados msqumicas que formaron agregados mscomplejos a partir de molculas orgnicascomplejos a partir de molculas orgnicas

sencillas.sencillas.

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Cmo se origin la vida en laCmo se origin la vida en la

Tierra?Tierra? Teora de la panspermia: la vida procedeTeora de la panspermia: la vida procede

de otro lugar del universo.de otro lugar del universo.

Teora de la sntesis prebitica: se originTeora de la sntesis prebitica: se originen la Tierra a partir de materia inorgnica.en la Tierra a partir de materia inorgnica.

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Puede aparecer la vida porPuede aparecer la vida por

generacin espontnea?generacin espontnea? Hasta mediados del siglo XIX se pensHasta mediados del siglo XIX se pens

que s.que s.

Segn la teora de la generacinSegn la teora de la generacinespontnea los seres vivos nacenespontnea los seres vivos nacenespontneamenteespontneamente de la materiade la materia

orgnica en descomposicin.orgnica en descomposicin.

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Puede aparecer la vida porPuede aparecer la vida por

generacin espontnea?generacin espontnea?

ParaPara AristtelesAristteles no admita dudas: La vida seno admita dudas: La vida se

originaba a partir de la materia innime.originaba a partir de la materia innime.Describi casos de aparicin de insectos,Describi casos de aparicin de insectos,crustceos, moluscos, peces y ratones a partircrustceos, moluscos, peces y ratones a partirdel barro.del barro.

La gran autoridad intelectual de AristtelesLa gran autoridad intelectual de Aristtelescontribuy a que la idea de la generacincontribuy a que la idea de la generacinespontnea se aceptase hasta mediados delespontnea se aceptase hasta mediados delsiglo XVII.siglo XVII.

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Puede aparecer la vida porPuede aparecer la vida por

generacin espontnea?generacin espontnea?

Cientficos como el mdico inglsCientficos como el mdico ingls WilliamWilliamHarvey (Harvey (15781578--1657), o1657), o Isaac NewtonIsaac Newton(1642(1642--1727) aceptaban la generacin1727) aceptaban la generacinespontnea como un hecho.espontnea como un hecho.

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Puede aparecer la vida porPuede aparecer la vida por

generacin espontnea?generacin espontnea? El mdico belgaEl mdico belga Van HelmontVan Helmont (1577(1577--

1644) dio una receta para crear ratones:1644) dio una receta para crear ratones:

Si se toma un trozo de ropa sucia conSi se toma un trozo de ropa sucia conunos gramos de trigo en una caja abierta,unos gramos de trigo en una caja abierta,transcurridos unos 21 das el fermentotranscurridos unos 21 das el fermento

proveniente de la ropa transforma el trigoproveniente de la ropa transforma el trigoen ratonesen ratones

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea.

A finales del siglo XVII,A finales del siglo XVII, Francesco RediFrancesco Redi(1668) hizo un experimento con el que(1668) hizo un experimento con el queprob la invalidez de la teora de laprob la invalidez de la teora de lageneracin espontnea para organismosgeneracin espontnea para organismos

superiores.superiores.

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El experimento de Redi.El experimento de Redi.

Coloc en el interior deColoc en el interior dedos recipientes materiados recipientes materiaorgnica enorgnica en

descomposicin. Tapdescomposicin. Tapuno de ellos con unauno de ellos con unagasa y el otro lo dejgasa y el otro lo dejabierto. Al cabo de unosabierto. Al cabo de unosdas aparecieron gusanosdas aparecieron gusanos

en el interior delen el interior delrecipiente abierto, perorecipiente abierto, perono en el tapado por lano en el tapado por lagasa.gasa.

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea. La biologa poda haberLa biologa poda haber

abandonado el conceptoabandonado el conceptode generacinde generacin

espontnea.espontnea. Pero la polmica resurgiPero la polmica resurgidebido al descubrimientodebido al descubrimientode los protozoos, quede los protozoos, querealizrealiz vanvanLeeuwenhoek (1632Leeuwenhoek (1632--1723)1723) gracias a lagracias a lautilizacin de los primerosutilizacin de los primerosmicroscopiosmicroscopios..

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea. Los protozoos eranLos protozoos eran

organismosorganismosextremadamente simples.extremadamente simples.

Seguramente se originabanSeguramente se originabanpor generacin espontnea:por generacin espontnea:si se mantenan en repososi se mantenan en repososustancias nutritivas que nosustancias nutritivas que nocontenan protozoos,contenan protozoos,

enseguida aparecanenseguida aparecanpequeos organismos.pequeos organismos.

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea. Sin embargo,Sin embargo,

LeeuwenhoekLeeuwenhoekcontribuy al desprestigiocontribuy al desprestigio

de la teora de lade la teora de lageneracin espontneageneracin espontneaal demostrar queal demostrar queanimales como moluscosanimales como moluscoso insectos no apareceno insectos no aparecen

espontneamente de laespontneamente de laarena, sino que procedenarena, sino que procedende pequesimos huevosde pequesimos huevospreexistentes.preexistentes.

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea.Continu a lo largo del sigloContinu a lo largo del sigloXVIII:XVIII:

Needham (1713Needham (1713--1781)1781)defenda la teora de ladefenda la teora de lageneracin espontnea.generacin espontnea.

Realiz experimentos que,Realiz experimentos que,segn l, la evidenciaban:segn l, la evidenciaban:introdujo caldo de cordero enintrodujo caldo de cordero enuna serie de frascos, y losuna serie de frascos, y los

hirvi durante dos minutos;hirvi durante dos minutos;despus los cerr y al cabo dedespus los cerr y al cabo deun tiempo observ que en suun tiempo observ que en suinterior haba gran cantidadinterior haba gran cantidadde microorganismos.de microorganismos.

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea. Lazzaro SpallanzaniLazzaro Spallanzani

(1729(1729--1799), que se1799), que seopona a la teora de laopona a la teora de la

generacin espontnea,generacin espontnea,dio otra interpretacin dedio otra interpretacin deestos resultados: elestos resultados: eltratamiento de Needhamtratamiento de Needhamno garantizaba lano garantizaba laesterilizacin del caldo, yesterilizacin del caldo, y

adems se contaminabanadems se contaminabancon microorganismos delcon microorganismos delaire al cerrarlos despusaire al cerrarlos despusde la ebullicin.de la ebullicin...

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea. Spallanzani hirvi losSpallanzani hirvi los

frascos cerradosfrascos cerrados

durante 45 minutos, ydurante 45 minutos, yno aparecanno aparecanmicroorganismos.microorganismos.Needham objet queNeedham objet que

se haba alterado lase haba alterado lapropia naturaleza delpropia naturaleza delaire, que habraaire, que habraperdido superdido su fuerza vitalfuerza vital

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea.

Continu hasta que en 1860 laContinu hasta que en 1860 la AcademiaAcademia

de Ciencias de Pars ofreci un premio ende Ciencias de Pars ofreci un premio enmetlico a quien dilucidara la polmica.metlico a quien dilucidara la polmica.

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea.

Louis PasteurLouis Pasteur(1822(1822--1895) gan el1895) gan elpremio demostrandopremio demostrandola invalidez de estala invalidez de esta

teora.teora.

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Los experimentos de Pasteur.Los experimentos de Pasteur.

Comenz demostrandoComenz demostrandoque el aire contenaque el aire contenamicroorganismos: aspirmicroorganismos: aspir

aire por un tubo en elaire por un tubo en elque haba puesto unque haba puesto unalgodn esterilizado.algodn esterilizado.Despus disolvi elDespus disolvi elalgodn con ter yalgodn con ter y

encontr numerososencontr numerososmicroorganismos, quemicroorganismos, quesolo podan proceder delsolo podan proceder delaire.aire.

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Los experimentos de Pasteur.Los experimentos de Pasteur.

Calent infusiones en matraces de vidrio a los queCalent infusiones en matraces de vidrio a los queestiraba el cuello y dejabaestiraba el cuello y dejaba sin cerrarsin cerrar, de modo que el, de modo que elcontenido estuviera en contacto con el aire.contenido estuviera en contacto con el aire.

Demostr que el lquido no desarrollabaDemostr que el lquido no desarrollabamicroorganismos, con lo que elimin la posibilidad demicroorganismos, con lo que elimin la posibilidad deque un "aire alterado" fuera la causa de la no aparicinque un "aire alterado" fuera la causa de la no aparicinde grmenes.de grmenes.

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Los experimentos de Pasteur.Los experimentos de Pasteur.

Comprob que los grmenes del aireComprob que los grmenes del airequedaban retenidos a su paso por el largoquedaban retenidos a su paso por el largo

cuello sinuoso, en las paredes del tubo, ycuello sinuoso, en las paredes del tubo, yno alcanzaban el interior del recipienteno alcanzaban el interior del recipientedonde se encontraba la infusin,donde se encontraba la infusin,

quedando sta estril indefinidamente.quedando sta estril indefinidamente.

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Los experimentos de PasteurLos experimentos de Pasteur

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La polmica sobre la generacinLa polmica sobre la generacin

espontnea.espontnea.

Pasteur demostr la invalidez de estaPasteur demostr la invalidez de estateora para todo tipo de seres vivos,teora para todo tipo de seres vivos,incluidos los microorganismos.incluidos los microorganismos.

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TEORA DE OPARINTEORA DE OPARIN--HALDANE.HALDANE.

En la actualidad, la base de referencia deEn la actualidad, la base de referencia dela teora evolutiva del origen de la vida, sela teora evolutiva del origen de la vida, se

debe al bioqumico sovitico Oparin y aldebe al bioqumico sovitico Oparin y albritnico Haldane.britnico Haldane.

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TEORA DE OPARINTEORA DE OPARIN--HALDANE.HALDANE.

Oparin postul en 1924Oparin postul en 1924que las molculasque las molculasorgnicas haban podidoorgnicas haban podido

evolucionar reunindoseevolucionar reunindosepara formar sistemas quepara formar sistemas quefueron hacindose cadafueron hacindose cadavez ms complejos,vez ms complejos,

quedando sometidos a lasquedando sometidos a lasleyes de la evolucin.leyes de la evolucin.

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TEORA DE OPARINTEORA DE OPARIN--HALDANE.HALDANE.

Segn esta teora, los ocanos contenanSegn esta teora, los ocanos contenan

en sus orgenes gran cantidad deen sus orgenes gran cantidad decompuestos orgnicos disueltos.compuestos orgnicos disueltos.

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TEORA DE OPARINTEORA DE OPARIN--HALDANE.HALDANE.

Alguno de esos complejos se convirti enAlguno de esos complejos se convirti enun protobionte tras adquirir una serie deun protobionte tras adquirir una serie de

propiedades, por las cuales poda aislarsepropiedades, por las cuales poda aislarsee introducir en su interior ciertase introducir en su interior ciertasmolculas que le rodeaban y liberar otras.molculas que le rodeaban y liberar otras.

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TEORA DE OPARINTEORA DE OPARIN--HALDANE.HALDANE.

Las funciones metablicas, la reproduccin y elLas funciones metablicas, la reproduccin y elcrecimiento habran aparecido despus de que elcrecimiento habran aparecido despus de que elprotobionte adquiriera la capacidad de absorberprotobionte adquiriera la capacidad de absorber

e incorporar las molculas a su estructura, parae incorporar las molculas a su estructura, parafinalmente conseguir separar porciones de sfinalmente conseguir separar porciones de smismo con iguales caractersticas.mismo con iguales caractersticas.

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RESUMEN DE LA TEORA DERESUMEN DE LA TEORA DE

OPARN.OPARN.

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Puede aparecer materia orgnicaPuede aparecer materia orgnica

a partir de materia inorgnica?a partir de materia inorgnica? En una atmsfera oxidante, como laEn una atmsfera oxidante, como la

actual, no.actual, no. Y en una atmsfera reductora, comoY en una atmsfera reductora, comopropuso Oparn?propuso Oparn?

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EL EXPERIMENTO DE MILLER.EL EXPERIMENTO DE MILLER.

La teora de Oparin fue experimentada conLa teora de Oparin fue experimentada convalidez por Stanleyvalidez por Stanley MillerMiller en 1953, como parteen 1953, como partede su tesis doctoral dirigida por H. Urey;de su tesis doctoral dirigida por H. Urey;consiguiendo obtener compuestos orgnicosconsiguiendo obtener compuestos orgnicoscomplejos despus de reproducir las condicionescomplejos despus de reproducir las condicionesprimitivas del planeta en un aparato diseado alprimitivas del planeta en un aparato diseado alefecto.efecto.

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EL EXPERIMENTO DE MILLER.

Miller cre un dispositivo,en el cual la mezcla degases que imitan laatmsfera primitiva, sesometa a descargaselctricas, dentro de uncircuito cerrado en el queherva agua y secondensaba repetidasveces.

Se producan as molculasorgnicas sencillas, y apartir de ellas otras mscomplejas, comoaminocidos, cidosorgnicos y nucletidos.

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EL EXPERIMENTO DE MILLER.EL EXPERIMENTO DE MILLER.

En condiciones de laboratorio se hanEn condiciones de laboratorio se hansintetizado azcares, glicerina,sintetizado azcares, glicerina,

aminocidos, polipptidos, cidos grasos,aminocidos, polipptidos, cidos grasos,y otras molculas orgnicas.y otras molculas orgnicas.

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LA ATMSFERA PRIMITIVA.LA ATMSFERA PRIMITIVA.

Una condicin indispensable para la evolucin deUna condicin indispensable para la evolucin dela vida a partir de materia orgnica no viva, erala vida a partir de materia orgnica no viva, era

la existencia de unala existencia de una atmsfera terrestre sinatmsfera terrestre sinoxgenooxgeno, para que los compuestos orgnicos, para que los compuestos orgnicosfuesen estables durante el proceso biogentico.fuesen estables durante el proceso biogentico.

Posteriormente los organismos fotosintticosPosteriormente los organismos fotosintticosproduciran el O2 atmosfrico actual.produciran el O2 atmosfrico actual.

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En resumen,En resumen, la vida surgi en unasla vida surgi en unascondiciones ambientales muy distintas acondiciones ambientales muy distintas alas actuales, las de la Tierra primitiva, alas actuales, las de la Tierra primitiva, a

partir de molculas orgnicas.partir de molculas orgnicas.

Mediante la intervencin de la seleccinMediante la intervencin de la seleccin

natural se habran ido diversificandonatural se habran ido diversificandohasta los actuales organismos.hasta los actuales organismos.

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FORMACIN DE LAS PRIMERASFORMACIN DE LAS PRIMERAS

CLULAS.CLULAS.Supuso variasSupuso varias etapasetapas de evolucin:de evolucin: tres de carcter qumico: constitucin detres de carcter qumico: constitucin de

la Tierra, sntesis prebiolgica, fasela Tierra, sntesis prebiolgica, fasesubcelularsubcelular

y una de carcter biolgico: fasey una de carcter biolgico: fase

protocelular.protocelular.

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ETAPAS DE LA FORMACIN DE LASETAPAS DE LA FORMACIN DE LAS

PRIMERAS CLULAS.PRIMERAS CLULAS.1. Constitucin de la Tierra1. Constitucin de la Tierra::

Se estima que tuvo lugar hace unos 5.000Se estima que tuvo lugar hace unos 5.000

millones de aos.millones de aos.El enfriamiento de las rocas emita gases aEl enfriamiento de las rocas emita gases ala atmsfera ricos en compuestos dela atmsfera ricos en compuestos de

carbono y carentes de oxgenocarbono y carentes de oxgeno(reductores).(reductores).

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ETAPAS DE LA FORMACIN DE LASETAPAS DE LA FORMACIN DE LAS

PRIMERAS CLULAS.PRIMERAS CLULAS.2. Sntesis prebiolgica:2. Sntesis prebiolgica:

Se produjo a partir de las molculas sencillas procedentes de losSe produjo a partir de las molculas sencillas procedentes de losgases de la atmsfera primitiva, que posteriormente quedarangases de la atmsfera primitiva, que posteriormente quedaran

disueltos en el medio lquido.disueltos en el medio lquido.

Se iran formando aminocidos, azcares y bases orgnicasSe iran formando aminocidos, azcares y bases orgnicasmediante diferentes tipos de energa, descargas elctricas omediante diferentes tipos de energa, descargas elctricas oradiaciones ultravioletas.radiaciones ultravioletas.

Estas molculas, en el medio acuoso, mediante una polimerizacinEstas molculas, en el medio acuoso, mediante una polimerizacingradual originaran distintas macromolculas como cadenasgradual originaran distintas macromolculas como cadenasproteicas y cidos nucleicos.proteicas y cidos nucleicos.

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Las primeras molculas biolgicasLas primeras molculas biolgicasseran las del ARN, llamadasseran las del ARN, llamadas

ribozimas (Cech).ribozimas (Cech).

Se basa en que el ARN puede almacenarSe basa en que el ARN puede almacenarinformacin gentica, tiene capacidad deinformacin gentica, tiene capacidad deautorreplicacin, y adems algunasautorreplicacin, y adems algunasmolculas de ARN funcionan comomolculas de ARN funcionan como

enzimas.enzimas.

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EL MUNDO DE ARN.EL MUNDO DE ARN.

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ETAPAS DE LA FORMACIN DE LASETAPAS DE LA FORMACIN DE LAS

PRIMERAS CLULAS.PRIMERAS CLULAS.3.3. Fase subcelularFase subcelular::

Gotitas ricas en polmeros:Gotitas ricas en polmeros:

--las microesferas de proteinoides (segn Fox)las microesferas de proteinoides (segn Fox)--los coacervados (segn Oparin),los coacervados (segn Oparin),se separaran en el medio acuoso, que primitivamentese separaran en el medio acuoso, que primitivamentetena una consistencia de sopa.tena una consistencia de sopa.

Por seleccin qumica, se generaran protobiontesPor seleccin qumica, se generaran protobiontesindependientes del entorno (formados por protenas yindependientes del entorno (formados por protenas ycidos nucleicos).cidos nucleicos).

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ETAPAS DE LA FORMACIN DE LASETAPAS DE LA FORMACIN DE LASP

RIMERAS CLULAS.P

RIMERAS CLULAS.4.4. Fase protocelular:Fase protocelular:

Mediante un mecanismo de autorreproduccin, yMediante un mecanismo de autorreproduccin, y

una evolucin biolgica por seleccin natural.una evolucin biolgica por seleccin natural.Las protoclulas hijas tienen las mismasLas protoclulas hijas tienen las mismaspropiedades qumicas y metablicas de laspropiedades qumicas y metablicas de lasprotoclulas madres, es decir, se realiza unaprotoclulas madres, es decir, se realiza una

transmisin hereditaria, que a su vez permite latransmisin hereditaria, que a su vez permite laexistencia de mutaciones (evolucin biolgica).existencia de mutaciones (evolucin biolgica).

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LOS PRIMEROS ORGANISMOS.LOS PRIMEROS ORGANISMOS.

Los primeros seres vivos seran parecidosLos primeros seres vivos seran parecidos

a las bacterias anaerbicas actuales,a las bacterias anaerbicas actuales,como las de tipocomo las de tipo ClostridiumClostridium(fermentadoras):(fermentadoras): unicelularesunicelulareshetertrofas anoxignicoshetertrofas anoxignicos..

Degradaban anaerbicamente la materiaDegradaban anaerbicamente la materiaorgnica.orgnica.

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LOS PRIMEROS ORGANISMOS.LOS PRIMEROS ORGANISMOS.

Pero los compuestos orgnicos sePero los compuestos orgnicos seagotaron enseguida, y algunos organismosagotaron enseguida, y algunos organismos

desarrollaron la capacidad de reducir eldesarrollaron la capacidad de reducir elCO2 usando la energa luminosa:CO2 usando la energa luminosa:fotosntesis.fotosntesis.

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LOS PRIMEROS ORGANISMOS.LOS PRIMEROS ORGANISMOS.

Los primeros organismosLos primeros organismosfotosintetizadores fueronfotosintetizadores fueron bacteriasbacterias

anoxignicas fotosintetizadorasanoxignicas fotosintetizadoras,, comocomolas actualeslas actuales bacterias verdes del azufre,bacterias verdes del azufre,que utilizan como dador de electrones elque utilizan como dador de electrones el

H2S.H2S.

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LOS PRIMEROS ORGANISMOSLOS PRIMEROS ORGANISMOS

Una autntica revolucin para los organismosUna autntica revolucin para los organismosfotosintetizadores fue la aparicin de clulasfotosintetizadores fue la aparicin de clulascapaces de utilizar el agua como dador decapaces de utilizar el agua como dador deelectrones. Esto permiti:electrones. Esto permiti:

--ocupar ambientes diversosocupar ambientes diversos--liberar oxgeno como producto de desecholiberar oxgeno como producto de desecho

Eran organismosEran organismos fotosintetizadoresfotosintetizadoresoxignicosoxignicos..

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LOS PRIMEROS ORGANISMOS.LOS PRIMEROS ORGANISMOS.

La atmsferaLa atmsferacomenz entonces acomenz entonces arecibir O2, producidorecibir O2, producidopor las cianobacteriaspor las cianobacteriaso algas azules, cuyoso algas azules, cuyossedimentos fueronsedimentos fueronidentificados enidentificados en

microfsiles de hacemicrofsiles de haceunos 3.500 millonesunos 3.500 millonesde aos.de aos.

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LOS PRIMEROS ORGANISMOSLOS PRIMEROS ORGANISMOS

El incremento de oxgeno hizo que la primitivaEl incremento de oxgeno hizo que la primitivaatmsfera reductora se sustituyeseatmsfera reductora se sustituyese

progresivamente por otra oxidante.progresivamente por otra oxidante.

La fotosntesis oxignica proporcionaba:La fotosntesis oxignica proporcionaba:--compuestos orgnicos, que podan sercompuestos orgnicos, que podan ser

utilizados por otros organismos (hetertrofos)utilizados por otros organismos (hetertrofos)--y oxgeno.y oxgeno.

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LOS PRIMEROS ORGANISMOSLOS PRIMEROS ORGANISMOS

La degradacin de compuestos orgnicosLa degradacin de compuestos orgnicoscon oxgeno es muy rentablecon oxgeno es muy rentable

energticamente (energticamente (respiracin celularrespiracin celular).). Permiti la rpida evolucin de grandesPermiti la rpida evolucin de grandes

grupos de organismosgrupos de organismos aerobiosaerobios

pluricelularespluricelulares tantotanto auttrofosauttrofos comocomohetertrofoshetertrofos..

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LOS PRIMEROS ORGANISMOS.LOS PRIMEROS ORGANISMOS.

La atmsfera del planeta cambi de reductora aLa atmsfera del planeta cambi de reductora aoxidante en los 2.000 millones de aos queoxidante en los 2.000 millones de aos que

siguieron a los procesos descritos.siguieron a los procesos descritos. De cada cinco molculas una era de O2.De cada cinco molculas una era de O2. Con la formacin de la capa de ozono seCon la formacin de la capa de ozono se

redujeron las radiaciones ultravioleta, y por esaredujeron las radiaciones ultravioleta, y por esa

razn las condiciones que permitieron larazn las condiciones que permitieron laaparicin de la vida desaparecieronaparicin de la vida desaparecierondefinitivamente.definitivamente.

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