El Origen de la Vida en la Tierra:Experimento de Miller-Urey
El Origen de la Vida en el Planeta Tierra:Experimento de Miller-Urey
• LA VIDA EN EL PLANETA TIERRA:
Separar el mundo inerte del mundo organizado parecía, hasta nace pocos lustros, una tarea muy sencilla: un elefante es un ser vivo y una roca no.
Mas al profundizar en el conocimiento de los seres infinitamente pequeños, se llega a dudar y se ve como algo sumamente confuso la línea divisoria entre los dos mundos.
Hay cuerpos que no es posible determinar de un modo claro si son seres vivos o moléculas inorgánicas muy complicadas. Pertenecen al mundo de las proteínas.
Los virus, por ejemplo, son microbios sumamente pequeños.
El productor de la poliomielitis, que tantos quebraderos de cabeza ha proporcionado a médicos y biólogos, mide una centésima de micra.
Son necesarios, por tanto, 100.000 de ellos puestos en fila para formar un milímetro.
Se comprende que sólo el microscopio electrónico haya sido capaz de hacerlos visibles.
Las nucleoproleínas, sustancias químicas formadas por moléculas sumamente complicadas, en algunos casos se comportan exactamente igual que los virus y se ha llegado a dudar si son seres vivos o sólo compuestos químicos.
Los doctores Fraenkel y Williams, de los Estados Unidos, afirmaron que habían obtenido en sus laboratorios nucleoproteínas vivas por síntesis, es decir, hablan creado vida, pero en una forma tan rudimentaria, que sólo podían existir sobre otras materias vivas.
Se trataba, por tanto, de algo que está en la borrosa línea que separa lo vivo de lo inerte.
Pero esta imitación o creación de vida simplicísima en el laboratorio se halla a gran distancia de la complejidad de un ser vivo tan sencillo como puede ser una ameba o un hongo.
Se conocen las manifestaciones de la vida y se señalan sus notas características, pero los científicos están acordes en no saber qué cosa es en sí la vida.
Porque ésta presupone, además de una cierta organización de los elementos que forman el cuerpo vivo, la unidad de intención, es decir, la tendencia por la que todas las partes contribuyen a una finalidad.
En un huevo, por ejemplo, se encuentran uña serie de sustancias (azúcares, grasas, proteínas y agua) que son los compuestos orgánicos indispensables para que exista la vida.
Éstos tienden a transformarse en un polluelo, que es un microcosmos complicadísimo en el que billones de células trabajan ordenadamente para cumplir ese fin o tendencia que da por resultado un pollo adulto.
¿Por qué no se descomponen dichas sustancias y dan lugar a carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y pequeños rastros de fósforo, azufre, calcio, etc.? ¿Por qué tienden a complicarse en lugar de descomponerse?
En esta tendencia, que supone organización, se encuentra oculto el gran secreto de la vida.
Los cuatro grandes elementos del mundo viviente son el Carbono, el Oxígeno, el Hidrógeno, y el Nitrógeno.
Sin ellos no puede existir vida alguna y es tan importante el papel que juegan en la Biología, que el 99 % de todo ser vivo está formado por estos cuatro cuerpos simples.
En el mundo impera una ley implacable de cambio, de evolución, que somete a todas las cosas y resulta imposible de evitar y menos prever en cuanto a su duración y término.
En los seres inertes, la erosión, los elementos atmosféricos, la gravedad, etc., determinan este desgaste continuo que se da en las montañas, en los monumentos y en cualquier obra humana o de la naturaleza.
Los seres inertes no pueden luchar contra este desmoronamiento constante y fatal, pero los seres vivos sí, y para evitarlo se nutren y asimilan sustancias que les son necesarias.
Durante su infancia y juventud, esta asimilación les proporciona energía suficiente no sólo para vivir, sino para crecer.
Es en la vejez cuando la nutrición no es suficiente para detener la caída del ser vivo hacia la muerte, donde se precipita por un proceso natural, de desasimilación, pérdida y decadencia.
Los seres vivos necesitan, pues, extraer del ambiente los cuatro elementos antes citados y que permitirán al laboratorio de su cuerpo transformarlos en sustancia propia.
La asimilación del Oxígeno y del Hidrógeno por entrar estos elementos en la formación del agua, no constituyen problema, pero ni el Carbono, ni el Nitrógeno pueden captarse directamente del mundo natural.
Los procesos por los cuales los seres vivos se ingenian para apropiarse estos elementos y el ciclo de cambios constantes por los que pasan de unos vivientes a otros, constituye uno de los hechos más admirables de la Biología.
La biosfera es la región de la Tierra que alberga a los seres vivos.
En sentido estricto, es la zona comprendida entre los fondos marinos abisales, situados a unos 11.000 m de profundidad y la altura máxima terrestre, que es de casi 9.000 m de altura sobre la superficie del mar.
En realidad estos 20 Km. de espesor máximo se reducen enormemente si consideramos, por un lado, que la gran mayoría de los mares y océanos no son tan profundos y por otro, que los seres vivos que habitan el medio terrestre no lo hacen más allá de unos 200 m por encima del suelo.
En cualquier caso la biosfera constituye una capa muy delgada si la comparamos con el resto de capas que forman nuestro planeta y está formada por gran cantidad de ambientes distintos donde los seres vivos desarrollan sus actividades de maneras muy diversas.
La biosfera no es una capa homogénea, debido a que los organismos tienden a acumularse en determinados lugares donde las condiciones para la vida son más adecuadas.
Estas condiciones vienen determinadas básicamente por los denominados factores ambientales, de los cuales los más importantes son: la temperatura, la luz, el agua y la presión, donde hablaremos al final de este artículo.
¿Es posible simular el origen de la vida en el laboratorio?.
En 1952, los químicos norteamericanos Harold Clayton Urey (1893-1981) y Stanley Lloyd Miller (1930-) demostraron en el laboratorio los puntos esenciales de cómo pudieron haberse formado las primeras macromoléculas orgánicas.
Realizaron trabajos experimentales para ver si era posible que, a partir de gases que se hallaran en la atmósfera inicial, las fuentes de energía disponibles en la Tierra primitiva indujeran la síntesis de los compuestos orgánicos.
Harold Clayton Urey (1893-1981) - Stanley Lloyd Miller (1930-)
Dilucidar el misterio del origen de la vida sobre la Tierra es un desafío que atrae a todo el mundo.
Y al no disponer de una máquina que nos permita retroceder en el tiempo unos 3.500 millones de años, una buena parte de las hipótesis que se barajan resultan meramente especulativas.
Sin embargo, existe cierto consenso dentro de la comunidad científica en lo que respecta al tema.
Todos los expertos coinciden en que los primeros organismos vivos debieron poseer dos propiedades fundamentales.
En primer lugar, tenían que almacenar información para transmitirla de una generación a otra, para lo cual debían contar necesariamente con algo equivalente a lo que hoy llamamos genes.
Pero además, tenían que producir copias de su propia estructura, es decir, ser capaces de auto-duplicarse (autocatálisis).
Dentro de las moléculas candidatas al puesto del "polímero primordial", como se lo denominó, sobresalían tanto las proteínas como los ácidos nucleicos.
Entre las primeras existen excelentes catalizadores (las enzimas), pero son incapaces de acumular información genética.
Los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, guardan información pero necesitan de enzimas para su duplicación.
La uniformidad en la composición química y las funciones de los componentes esenciales que forman los seres vivos, así como una serie de reacciones básicas metabólicas destinadas a obtener energía de los alimentos, son comunes en la gran mayoría de los organismos.Esta similitud indica que la vida en la Tierra puede haber tenido un origen común.
Los ácidos nucleicos y las proteínas, son las dos sustancias químicas de vital importancia, que todos los seres vivos organizados compartimos en iguales circunstancias, ya sea desde las arcaicas formas de vida hasta el hombre.
►El ADN
Con excepción de algunos virus, el ADN es en los organismos el material, que tiene como función trasmitir las características de cada uno de ellos, de generación en generación.
Es aquí donde nos encontramos con el ARN, quien desempeña un papel importante en la genética al tener como misión el traslado de información de los genes de una parte a otra de la célula.
Sin embargo, pese a que los grados de complejidad son muy heterogéneos entre ellas, la que las iguala son los veinte aminoácidos, cinco bases nitrogenadas y por último el ácido fosfórico que las forman.
Generalmente en sus funciones, es donde presentan similitudes de su composición química, como por ejemplo cuando un organismo necesita obtener energía a partir de los alimentos, las reacciones metabólicas que realizan serán coincidentes.
Tan difícil como definir la vida es fijar su origen.
La cuestión radica a menudo en campos ajenos a los de la biología.
Esta únicamente puede hacerse afirmaciones que se refieran a unos hechos conocidos y aventurar hipótesis y teorías, basándose en todos los datos disponibles hacia esa dirección.
La primera hipótesis y que se encuentra en sus escritos es la de Aristóteles.
La misma afirmaba que la vida había surgido de una manera espontánea y en determinadas condiciones que le fueron favorables para ello.
Sin embargo, hay quienes compartieron estas creencias durante los siglos XVI al XVIII, intentando demostrar mediante ensayos de laboratorio esta generación espontánea de la vida.
Estamos hablando de personajes como Copérnico, Bacon, Galileo, Descartes entre otros.
El debate de la misma siempre estuvo en manos de aquellos que la defendían y de aquellos que se oponían a tal teoría, cuestión que tuvo su aplacamiento hasta la aparición del francés Louis Pasteur (Siglo XIX).
Este científico a través de sus experimentos, demostró que ningún organismo vivo puede existir si no es como descendiente de otros organismos similares.
Pero, sesenta años después, una nueva teoría sobre el origen de la vida sale a la luz.La teoría de una larga “evolución molecular abiogénica” sobre la tierra.
La misma era sostenida por los científicos A. Oparin y B. Haldane.
► El Caldo Primordial
Estos postulaban que tras un lapso breve, los océanos se convirtieron en un rico caldo primordial de compuestos orgánicos: el caldo primordial, el cual dio origen a ala vida.
Según las investigaciones, las sustancias simples que abundaban en los mares primitivos se fueron reuniendo y, con el aporte de energía de la radiación ultravioleta del sol y de las tormentas eléctricas, formaron sustancias complejas.
Algunas de ellas eran pocos estables en las condiciones reinantes y por lo tanto se descomponían, mientras que otras más estables permanecían.
Estos compuestos comenzaron a acumularse en el mar primitivo con el paso del tiempo, se asociaron para dar principio a la primera célula.
Estas hipótesis durante los años treinta y cuarenta del siglo XX generaron un centro en torno al cual surgieron infinitos debates.
Sin embargo, años más tarde, en 1953, experiencias realizadas por los investigadores estadounidenses Stanley Miller y Harold Urey apoyaron las suposiciones de Oparin.
Según su hipótesis se podría considerar que hubo un proceso de selección natural en la evolución de las sustancias (es decir, una evolución química), al igual que en la evolución de los seres vivos que se originaron a partir de ese momento.
►Experimento de Miller
Para ello Miller construyó un dispositivo que simulasen las condiciones imperantes en la Tierra primitiva.
En el agua se hacían circular sustancias como metano, hidrógeno y amoníaco, y la energía se daba mediante descargas eléctricas.
Este dispositivo contenía un matraz en donde se depositaba el agua a la cual se mantenía hirviendo constantemente, el cual permitiría la circulación de los gases mencionados.
Por lo tanto los productos que se formaban tras las descargas eléctricas (simulación de los rayos) se condensaban a través de un tubo y otro matraz (simulación de los antiguos océanos existentes en tal época).
Después de unos días de funcionamiento, en tal dispositivo se obtuvieron sustancias complejas las cuales pasaron a analizarse.
Este experimento es un indicio de que los componentes de las células pudieron haberse originado en la Tierra primitiva a partir de las sustancias presentes en el mar, de manera espontánea, a lo largo de millones de años.
Ya que los resultados arrojaron un total de cuatro aminoácidos, comunes en la mayoría de las proteínas, urea y varios ácidos grasos simples; los cuales se encuentran comúnmente en una molécula en los seres vivos.
Sin embargo, esta evolución química de la que parte esta hipótesis, le resta un paso siguiente es el de la condensación, para la formación de los primeros aminoácidos, purinas, pirimidinas y azúcares, los cuales formaran moléculas de mayor tamaño dando lugar a la aparición de las proteínas y ácidos nucleicos.
Su lado negativo es que la concentración no es sencilla con grandes masas de agua, lo que posibilitaría que posteriormente los mismos hubieran recibido reacciones de deshidratación, lo que sucede por ejemplo si tomamos los grandes océanos.
Esta deshidratación produjo la concentración de microsferas proteínicas, facilitadas por la congelación, dentro de pequeñas gotas en la atmósfera, o por absorción dentro de partículas calizas de la superficie del planeta.
La hipótesis de la condensación fue corroborada por el científico estadounidense Sydney Fox, que demostró cómo, calentando mezclas secas de aminoácidos y luego mezclando los polímeros resultantes con agua, se formaban pequeñas partículas esféricas proteinoides, que presentan ciertos rasgos de un sistema viviente.
Son de tamaño comparable al de ciertas bacterias esféricas y presentan una doble doble capa que las separa del exterior; tienen propiedades osmóticas y de transporte selectivo de moléculas.
Poseen, asimismo, capacidad para proliferar mediante procesos de gemación, como ciertos tipos de bacterias.
Aunque nunca podrá ser probado con todas las garantías, estas formaciones proteínicas, creadas en un laboratorio, podrían ser los antepasados de las primeras células.
Dispositivo semejante al ideado por Miller en 1953, gracias al cual el científico estadounidense pudo reproducir en el laboratorio las condiciones de vida primitivas de la Tierra.
El experimento demostró que muchos compuestos que resultan esenciales para la vida se obtienen a partir de gases sencillos, sometidos a la acción de descargas eléctricas y de calor
►Esquema del Dispositivo de Miller
Dispositivo semejante al ideado por Miller en 1953, gracias al cual el científico estadounidense pudo reproducir en el laboratorio las condiciones de vida primitivas de la Tierra. El experimento demostró que muchos compuestos que resultan esenciales para la vida se obtienen a partir de gases sencillos, sometidos a la acción de descargas eléctricas y de calor. Urey y Miller demostraron que descargas en forma de chispa, emitidas en el seno de mezclas de hidrógeno, metano, amoníaco y agua, daban lugar a aldehidos, ácidos carboxílicos y aminoácidos, iguales que los encontrados en los meteoritos. Pero, ¿quiénes fueron los primeros científicos que postularon los fundamentos teóricos de este modelo experimental?
Origen de los Sistemas Vivientes
A partir de los estudios de laboratorio y de las leyes de la termodinámica se pueden establecer las etapas necesarias para la aparición de la primera célula:
— Formación de polímeros de ARN capaces de replicarse mediante el a miento de bases complementarias.
— Incorporación de los mecanismos necesarios para que las moléculas de ARN puedan regir la síntesis de moléculas proteicas.
— Formación de una membrana de lípidos que determine el aislamiento mezcla de ARN y nuevas proteínas.
— Sustitución como material que codifica la información para la síntesis de proteínas, del ARN por el ADN.
— Aparición de los primeros organismos procariontes, hace aproximadamente 3.500 millones de años.
— Transformación de estas células de estructura y funcionalidad sencillas, como las procariotas, en formas eucariotas más evolucionadas, hace aproximadamente 1.000 o 1.500 millones de años. Estas células eucariotas son las que están presentes en la mayor parte de los animales y las plantas superiores.
— Aparición de los primeros organismos (celentéreos, protoanélidos y protoartrópodos).
Las células son hoy en día sistemas complejos organizados, que poseen una serie de reacciones mediadas por enzimas.
Algunas de estas células son capaces de captar la energía del Sol y transformarla en energía química, que se puede almacenar en forma de glucosa, ATP y otras moléculas.
Otras aprovechan la energía acumulada en estos enlaces, para crecer, dividirse y mantener su integridad.
Todas las características de la vida, como la conversión de energía, la asimilación, la secreción, la excreción, las respuestas a estímulos y la capacidad de reproducción dependen totalmente de las complejas rutas del metabolismo de las células actuales.
Los estudiosos del origen de la vida sostienen que los organismos primitivos eran heterótrofos primarios —de aspecto semejante al género actual de bacterias Clostridium— anaerobios —podían obtener todos sus alimentos directamente del ambiente—.
Estas características se mantuvieron hasta que el aporte de nutrientes disponibles en la Tierra empezó a disminuir.
A partir de este momento, los organismos que desarrollaron la capacidad de sintetizar los compuestos esenciales tomando como base otros compuestos accesibles adquirieron una serie de ventajas fundamentales con respecto a los que no podían hacerlo.
Para la consecución de estas reacciones metabólicas es imprescindible el desarrollo de nuevas enzimas que puedan mediar en las nuevas rutas.
Una vez agotados los nutrientes de la llamada sopa primordial, debido a la proliferación de organismos, el siguiente paso en la evolución de la vida fue la aparición de la fotosíntesis, la capacidad de aprovechar la energía solar para el desarrollo.
De esta manera, los organismos heterótrofos pasaron a estar en desventaja frente a los nuevos autótrofos.
De igual manera, la acumulación de oxígeno en la atmósfera, orno consecuencia de la fotosíntesis, determinó la aparición de un metabolismo aerobio u oxidativo.
Los primitivos organismos de aspecto de bacteria —procariotas— parecieron hace 3.000 millones de años, entre ellas las cianobacterias, capaces de desprender oxígeno. Posteriormente aparecieron los primeros eucariotas, organismos con núcleo.
Según las más avanzadas teorías, surgieron como consecuencia de la unión simbiótica de varios procariotas.
Entre ellos se encuentran las algas, los hongos, las plantas y los animales.
Su enorme éxito en la evolución puede estar, en gran medida, basado en la variabilidad genética derivada de la reproducción sexual.
►Cuadro Esquematico
• ►PASA SABER MAS...
En las últimas décadas se realizaron muchos experimentos para encontrar una teoría sobre el origen de la vida, en los que se imitaron las condiciones de la atmósfera primitiva.
Ésta probablemente haya sido reductora: rica en metano, amoníaco, vapor de agua y dióxido de carbono.
En los ensayos se agregaban también descargas eléctricas y luz ultravioleta (UV) como fuente de energía para simular la iluminación original.
Así se sintetizaban en forma espontánea distintos compuestos químicos, entre los que se contaban algunos aminoácidos y también purinas y pirimidinas (unidades que forman los ácidos nucleicos).
El panorama pareció despejarse un poco más en 1983, cuando los investigadores Thomas R. Cech y Sidney Altman descubrieron que ciertas moléculas de ARN ribosómico del protozoo Tetrahymena, bautizadas ribozimas, podían actuar como enzimas de ARN.
Creíase hasta entonces que las proteínas realizaban todas las posibles reacciones experimentales enzimáticas.
Y el término enzima se reservaba para las proteínas.
Pero estas ribozimas podían cortar y unir ARN preexistente, y por este comportamiento "enzimático" se dio apoyo a la idea de que el antiguo ARN pudo también haber sido catalítico.
Sobre esta base, el científico Walter Gilbert propuso que, en los inicios de la vida, el mundo habría estado poblado por moléculas de ARN que catalizaban su propia replicación a la par que desarrollaban una serie de actividades enzimáticas.
En una etapa posterior, estas moléculas habrían empezado a sintetizar proteínas, las cuales resultaron catalizadores más eficaces.
Una de las mayores críticas a este modelo efirmaba que era imposible que, en las condiciones primitivas, el ARN se sintetizara a una velocidad may que la de su destrucción por la radiación ultravioleta, la hidrólisis o la reacción con otros compuestos.
A partir de allí, los expertos volvieron sus mirada sobre los aciclonucleósidosderivados del glicerol, compuestos similares al ARN, que resultan mucho más estables.
Pero para A. G. Cairns-Smith, esta última opción. tampoco resultaba convincente. Para él, los primeros organismos no tuvieron por qué estar formados pee aminoácidos o nucleótidos, elementos muy elaborados a los que llama de "alta tecnología".
Según Snvc la complejísima bioquímica actual se apoyó prime: en elementos simples, de "baja tecnología". Éstos cabían disponer, obviamente, de algún tipo de genes.
Los primeros seres debieron estar hechos de sustancias geoquímicas, que con el tiempo fueron reemplazadas por otras de tipo orgánico.
Para el investigador, las moléculas orgánicas son los materiales óptimos para la vida, por eso no sería incorrecto suponer que son el producto de la evolución y que se comenzó a partir de algo más simple, lo que nos lleva a la arcilla.
En este material, las unidades simples pueden auto ensamblarse y formar espontáneamente cristales.
Esto pudo haber ocurrido también en la Tierra primitiva. Las láminas de arcilla se apilan formando capas y, como explica Armin Weiss, de la Universidad de München (Munich), en Alemania, en el caso de esmectita, por ejemplo, "las capas nuevas tomar información de las preexistentes."
A medida que la red cristalina crece, pueden generarse algunas variantes en la estructura, con ventajas o desventajas respecto de la forma original.
Para Smith, con el correr del tiempo se habría incorporado en esta formación moléculas orgánicas sencillas.
Y, más tarde aún, se habrían sintetiza los primeros aminoácidos y nucleótidos.
Sea que el ARN surgió de modo espontáneo o que fue reemplazando a otro material previo, como las arcillas catalíticas, parece ser que condujo hacia la primera síntesis de las proteínas, a la formad': del ADN y a la aparición de las protocélulas, primeros ros ancestros de la vida terrestre.
Y éste habría sido sólo el comienzo.
Tendrían que pasar todavía miles de millones de años para que los seres humanos pudiéramos preguntarnos cuál fue el origen de la vida sobre la Tierra.
Como decíamos inicialmente las condiciones para el origen de la vida en la Tierra, vienen determinadas básicamente por los denominados factores ambientales, de los cuales los más importantes son: la temperatura, la luz, el agua y la presión.
• La Temperatura
La Tierra posee unas condiciones únicas para el desarrollo de la vida sobre su superficie si la comparamos con otros planetas del sistema solar.
Esto se debe entre otras cosas a que, por su distancia del sol por la existencia de las capas atmosféricas, disfruta de un régimen de temperaturas adecuado.
El desarrollo y mantenimiento de la vida requiere que la temperatura se mantenga dentro del intervalo comprendido entre la temperatura extrema mínima de 0°C y la temperatura extrema máxima de 50 °C aproximadamente.
A temperaturas inferiores a los 0°C, el agua, cuya proporción es mayoritaria en los organismos, se congela, mientras que por encima de los 50 ºC, las estructuras biológicas más importantes que forman la materia viva, como las proteínas, que veremos en caratillos posteriores, sufren un proceso denominado desnaturalización, por el cual pierden tanto su estructura física como las propiedades.
Existe una temperatura óptima entre los 5 y los 30 °C, en la que la mayoría de los seres vivos desarrollan sus funciones a la perfección.
Hay que tener en cuenta además que el proceso vital en cualquier organismo se compone de una gran cantidad de reacciones químicas que, como tales, dependen muy directamente de la temperatura a la que se realicen.
De esta manera y siempre dentro del intervalo de temperaturas óptimas, a mayor temperatura, mayor velocidad de reacción y viceversa.
Los mamíferos pueden conservar el calor de sus cuerpos con independencia de la temperatura ambiental, pudiendo vivir en lugares muy fríos, como es el caso de los osos polares.
No obstante, es fácil encontrar en el seno de la biosfera zonas donde se sobrepasen, no sólo el rango de temperaturas óptimas, sino también el de temperaturas extremas, por lo que la gran mayoría de los organismos han desarrollado diferentes estrategias para mantener sus funciones vitales de manera adecuada bajo dichas condiciones.
Entre los seres vivos, son los animales por la variedad y complejidad de sus funciones, los que han tenido que desarrollar mecanismos más eficaces para el control de su temperatura interna.
Dependiendo de cómo realizan este control, podemos distinguir entre animales poiquilotermos, como los reptiles, y homeotermos, como los mamíferos.
A los primeros se les conoce vulgarmente como animales de sangre fría y a los segundos como animales de sangre caliente.
Los poiquilotermos se caracterizan por carecer de mecanismos eficientes para el control de su temperatura interna por lo que su metabolismo depende mucho de la del exterior, viéndose obligados, muchas veces, a pasar períodos de inactividad cuando las condiciones son extremas.
En cambio, los homeotermos, consiguen mantener una temperatura interna siempre constante en torno a los 37 °C, lo cual les permite realizar sus funciones con bastante independencia de las condiciones ambientales.
A Los reptiles, como el yacaré de la fotografía, no pueden mantener su temperatura interna de manera independiente a la del medio, por lo que únicamente pueden vivir en sitios cálidos.
Los vegetales generalmente combaten las temperaturas poco favorables perdiendo, de manera temporal, sus partes más sensibles (hojas, partes aéreas, etc.) y desarrollando estructuras especiales de resistencia (semillas, yemas, zonas leñosas, etc.).
• La Luz:
La luz constituye un factor ambiental muy importante, ya que es la fuente de energía primaria a partir de la cual las plantas pueden desarrollar el complejo proceso de la fotosíntesis.
Mediante este proceso se convierte la energía lumínica en energía química, la cual puede ser utilizada posteriormente en otros importantes ciclos metabólicos, bien por la misma planta o bien por otros organismos.
La importancia de la fotosíntesis es tan grande que podemos afirmar sin duda alguna que el mantenimiento de la vida sobre la Tierra depende de este proceso.
La luz también influye en el desarrollo de la morfología de las plantas, determinando la dirección en la que deben crecer los tejidos y brotes permitiendo así una disposición óptima para la captación de energía.
Para los organismos no fotosintéticos, la luz es un factor que posibilita la visión y por tanto la facultad de relacionarse con el medio en el que viven.
También interpone en los procesos de regulación de la actividad estacional.
La distinta duración de los períodos de iluminación diurna a lo largo del año constituye un fenómeno denominado foto período que actúa como reloj biológico y sirve para desencadenar importantes fases en la vida del organismo como por ejemplo la reproducen, la muda, la migración, la floración, etc.
En el medio acuático la penetración de a luz es menor que en el medio terrestre, le tal manera que a partir de los 200 m le profundidad reina una oscuridad absoluta.
La zona comprendida entre la superficie del agua y la profundidad hasta donde llega la luz se denomina zona fótica, y es donde se acumula la mayor parte de los organismos acuáticos distribuyéndose en estratos o capas según las necesidades de luz que tienen.
• La Presión:
El medio que rodea a los seres vivos ejerce una presión sobre ellos que también influye en la estructura y fisiología de los mismos.
En el medio terrestre, en el que los organismos están rodeados de aire, la presión se denomina presión atmosférica.
Su valor varía ligeramente con la altura y la temperatura, de tal modo que al nivel del mar y 0°C, es de 760 mm. de Hg (1 atmósfera), pero disminuye progresivamente a medida que ascendemos y también a medida que la temperatura aumenta.
La presión que se registra en el medio acuático se denomina presión hidrostática y su valor depende sólo de la altura de la capa de agua que hay por encima del organismo.
Su valor aumenta de manera lineal una atmósfera cada 10 m. profundidad, de tal manera que a unos 10 m. la presión llega a ser de una tonelada por cada cm;. lo cual no impide que puedan vivir algunos organismos especialmente adaptados.
Esta variación de presión, si la comparamos con la que se produce en el medio terrestre, es muy grande, lo que provoca que la mayoría de los organismos acuáticos desarrollen sus actividades únicamente a la profundidad que están preparados para soportar, pudiendo perecer si la abandonan accidentalmente.
Esta situación se hace drástica en los organismos que poseen cavidades internas rellenas de aire, como es el caso de muchos peces, mamíferos cetáceos y aves buceadoras.
Estos organismos pueden morir aplastados o sufrir trastornos fisiológicos desastrosos si se sumergen a una profundidad excesiva.
• El Agua:
El agua es la sustancia que se encuentra en mayor proporción formando parte de la materia de todos los seres vivos.
En algunos casos puede llegar a constituir más del 90% del volumen total del organismo.
Su importancia queda patente si consideramos la gran cantidad de funciones que realiza: sirve de disolvente en las reacciones bioquímicas que se producen en el interior de la célula; es el medio de transporte de los nutrientes y desechos en muchos organismos; interviene en la transpiración y fotosíntesis de las plantas; sirve de esqueleto hidrostático en muchos invertebrados; constituye el medio en el que viven los organismos acuáticos y, por último, sirve de controlador de la temperatura ambiental y corporal dada su elevada capacidad calorífica.
Todo organismo mantiene un equilibrio por el que se pierde y se incorpora agua continuamente durante el desarrollo de sus actividades vitales y que recibe el nombre de equilibrio hídrico.
Todos los seres vivos, desde los protozoos unicelulares hasta los mamíferos más grandes poseen mecanismos para controlar eficazmente dicho equilibrio.
Su mantenimiento es más fácil en los organismos marinos que en los que viven en agua dulce.
En los organismos terrestres es donde se dan los mecanismos de regulación más sofisticados, porque son los que más fácilmente pueden perder el agua que contienen (por transpiración, respiración, etc.) sufriendo, además, mayores dificultades para incorporarla.
Es por ello que la disponibilidad de agua constituye un importante factor que condiciona enormemente la distribución de los organismos terrestres.
Fuente Consultada: DIDÁCTICA Enciclopedia Temática Ilustrada Editorial Oriente
►Video de Complemento
Fuente Consultada:
Texto basado en Enciclopedia Espasa Calpe-Wikipedia-Encarta
Biología y Ciencias de la Tierra Estructura - Ecología - Evolución Polimodal
Etapas del Desarrollo de un Bebe
Ver: Teoría de la Generación Espontánea
Enlace Externo:• Origen e Historia evolutiva de la vida
