¿ cual es la importancia de obtener sustancias orgánicas en las condiciones de la tierra primitivas ?
Respuestas
Respuesta:
¿Cuándo y cómo se originó el universo?
Las teorías cosmológicas modernas mencionan que el universo se inició hace aproximadamente unos
12.000 - 13.500 millones de años (12-13.5 Ga = Giga años donde 1 Giga = 109
), en una gigantesca explosión conocida como Big Bang, a partir de un punto infinitamente pequeño donde toda la
masa y energía del universo se hallaba concentrada, y se denomina singularidad (Figura
1). A partir de esa explosión se inicia el tiempo, se generan la materia y las fuerzas fundamentales de la naturaleza; el universo comienza a expandirse y empieza a existir como tal.
Los elementos químicos que conocemos, los ladrillos fundamentales de la materia que
componen el universo, se habrían iniciado en varias etapas durante el Big Bang y con posterioridad a él, en un proceso denominado nucleosíntesis.
Figura 1: Representación esquemática del origen del universo a partir del Big Bang. Los ejes X
e Y corresponden a dimensiones espaciales y el
tercer eje corresponde al tiempo. Nótese la
separación progresiva de las galaxias a medida
que transcurre el tiempo.
2 La Tierra primitiva y su transformación en un planeta habitable
La teoría del Big Bang se basa
principalmente en dos observaciones: la relación entre el desplazamiento hacia el rojo en la
radiación proveniente de las
estrellas (efecto Doppler) y la
distancia (que indica que el universo se está expandiendo), y la
radiación cósmica de fondo,
remanente de la gran explosión
registrada accidentalmente en
1965 por los radioastrónomos
Arno Penzías y Robert Wilson.
¿Cómo nació el Sol?
El sol y los planetas de nuestro sistema solar se habrían formado a partir de una nube de gas y polvo
incandescente, de forma irregular, que rotaba lentamente en este universo en continua expansión. Esta
hipótesis es conocida como Teoría Nebular. Debido a la acción de la gravedad la nube
comenzó a contraerse. Esto aceleró la velocidad de rotación de las partículas (tal como
una patinadora aumenta su velocidad de giro cuando acerca sus brazos al cuerpo), y
deformó la nube transformándola en un disco rotante. Debido a la acción de la gravedad, la materia comenzó a concentrarse en el centro, volviéndose cada vez más densa
y caliente y se conformó el Sol primitivo. Bajo elevadas condiciones de presión y temperatura (varios millones de grados centígrados) las reacciones de fusión nuclear se iniciaron y los átomos de hidrógeno (H) se fusionaron para formar átomos de helio (He).
Ésta es una reacción exotérmica (es decir, libera energía) que transforma parte de la masa en energía,
según la famosa ecuación de Albert Einstein: E= mc2, donde E es energía, m es masa y c es la velocidad
de la luz (próxima a 300.000 km/seg). La energía así liberada crea una tendencia a la expansión termal,
que se equilibra con la tendencia al colapso gravitatorio. Es el momento en que la estrella que conocemos
como Sol ha nacido.
Explicación:
Respuesta:
De compuestos inorgánicos a unidades estructurales
En 1953, Stanley Miller y Harold Urey hicieron un experimento para comprobar las ideas de Oparin y Haldane. Determinaron que las moléculas orgánicas podrían formarse espontáneamente en condiciones reductoras, las cuales se pensaba que eran similares a las de la Tierra en sus inicios.
Miller y Urey construyeron un sistema cerrado que incluía un recipiente con agua caliente y una mezcla de gases que supuestamente abundaban en la atmósfera terrestre en sus inicios (\text{H}_{2}H
2
start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript\text{O}Ostart text, O, end text, \text{NH}_{3}NH
3
start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, \text{CH}_{4}CH
4
start text, C, H, end text, start subscript, 4, end subscript y \text{H}_{2}H
2
start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript). Para simular los relámpagos que posiblemente proporcionaron energía para las reacciones químicas en la atmósfera de la Tierra primitiva, Miller y Urey hicieron pasar chispas eléctricas a través de su sistema experimental.
Representación del equipo que usaron Miller y Urey para simular las condiciones en la Tierra en sus inicios.
Representación del equipo que usaron Miller y Urey para simular las condiciones en la Tierra en sus inicios.
Crédito de la imagen: "Experimento de Miller y Urey", de la Fundación CK-12, CC BY-NC 3,0
Después de dejar que el experimento funcionara durante una semana, Miller y Urey vieron que se habían formado varios tipos de aminoácidos, azúcares, lípidos y otras moléculas orgánicas. Aunque faltaban moléculas grandes y complejas (como las de ADN y proteínas), su experimento demostró que por lo menos algunas de las unidades estructurales de estas moléculas podrían formarse espontáneamente a partir de compuestos simples.
¿Los resultados de Miller y Urey fueron significativos?
En la actualidad, los científicos creen que la atmósfera de la Tierra en sus inicios era diferente al experimento de Miller y Urey (es decir, no reductora y con bajos niveles de amoniaco y metano)^{6,7}
6,7
start superscript, 6, comma, 7, end superscript. Por lo tanto, se duda que Miller y Urey hicieran una simulación precisa de las condiciones en la Tierra en aquel entonces.
Sin embargo, varios experimentos realizados en años posteriores han demostrado que pueden formarse unidades estructurales orgánicas (especialmente aminoácidos) a partir de precursores inorgánicos en condiciones muy variadas^8
8
start superscript, 8, end superscript. [¿Qué sucede con los nucleótidos?]
A partir de estos experimentos, parece razonable pensar que al menos algunas de las unidades estructurales de la vida pudieron tener una formación abiótica en esta época. Sin embargo, sigue siendo una incógnita exactamente cómo (y en qué condiciones).
Explicación:
