Revolución del Neolítico

Origen de los Cuasares y Pulsares Historia de su Descubrimiento

Origen de los Cuasares y Pulsares – Historia de su Descubrimiento

un paseo por el universo

UN POCO DE HISTORIA…

En la investigación astronómica, el descubrimiento de nuevos tipos de estrellas es análogo al descubrimiento de nuevos tipos de partículas en la física atómica. La radioastronomía reveló la existencia de discretas fuentes de radio en el universo, y en 1960, en Estados Unidos, A.R. Sandage consiguió un importante adelanto al identificar una de estas fuentes con un objeto tenuemente visible mediante un telescopio óptico. Era el primero de los quásars fuentes pequeñas pero sumamente energéticas, caracterizadas por una peculiaridad en sus espectros que indica que se mueven a una velocidad cercana a la de la luz.

En 1967, Anthony Hewish y Jocelyn Bell descubrieron el primer pulsar, otra fuente de ondas de radio que fluctúa periódicamente. Por un momento, pensaron que podían proceder de alguna forma distante de vida inteligente que trataba de comunicarse, pero esta posibilidad fue descartada cuando se descubrieron otros ejemplos del mismo fenómeno.

La frecuencia de las ondas de radio de los pulsares varía entre unas pocas centésimas de segundo y alrededor de cuatro segundos. Al parecer, los pulsare son estrellas neutrónicas colapsadas, es decir, objetos originalmente masivos donde la materia ha llegado a concentrarse tanto que los electrones y los protones se han unido para formar neutrones.

Probablemente, no tienen más de unos pocos kilómetros de diámetro, y la pulsación se debe aparentemente a su rápida rotación, del mismo modo que la cabeza giratoria de un faro produce un haz de luz a intervalos regulares en todas direcciones.

DESCUBRIMIENTO DE LOS PÚLSARES: Las estrellas de neutrones son tan diminutas que su existencia, predicha en 1934 por Fritz Zwicky y Walter Baade, no se confirmó hasta 1967. La persona que llevó a cabo la confirmación fue Jocelyn Bell, una estudiante graduada de veinticuatro años que trabajaba con Antony Hewish en la Universidad de Cambridge. Una de sus obligaciones era ayudar a construir una antena gigante de radio: un terreno de unas 2,5 hectáreas cubierto de puntiagudas antenas unidas por innumerables alambres extendidos paralelamente al suelo.

Conforme la Tierra gira sobre su eje, las antenas van recogiendo en rollos de papel de casi 150 metros de longitud las ondas de radio que llegan del espacio. La tarea de Bell —en todos los pormenores tan aburrida como la de Clyde Tombaugh cuando descubrió Plutón— consistía en revisar todas las señales que aparecían en los rollos de papel.

En noviembre de 1967, alrededor de un mes después de haberse completado el telescopio, Bell descubrió en una cinta «un poco de desaliño». Repasando los largos rollos de papel, encontró los mismos garabatos con aspecto de electrocardiogramas repetidas veces y procedentes de la misma parte del cielo. Se puso en contacto con Hewish. Antes de transcurrir un mes reapareció el rasgo.

Tenía una pulsación tan exacta que se registraba cada 1,3373011 segundos. Ninguna estrella conocida podía transmitir un latido tan monótono. Era tan regular, tan mecánico, que no parecía natural. Tal vez no lo fuese. En reconocimiento de tal posibilidad la fuente de radio no identificada fue denominada LGM (por Little Green Men, hombrecillos verdes). «La verdad es que no creíamos haber captado señales de otra civilización», recordaba más tarde Bell, «pero a todas luces la idea nos había pasado por la cabeza y no teníamos ninguna prueba de que fuese una emisión de radio absolutamente natural. El problema es interesante: si uno cree que quizás haya detectado vida en otro lugar del universo, ¿cómo anunciar los resultados de un modo responsable?».

El anuncio no hubo que hacerlo. Examinados kilómetros de papel, Bell descubrió señales similares en otros puntos del firmamento. Esto hacía pensar que el fenómeno era natural. «Era muy improbable que dos grupos de hombrecillos verdes hubieran elegido la misma inverosímil frecuencia y al mismo tiempo trataran de hacerse notar en el mismo planeta, en la Tierra», contaba ella. La teoría de los hombrecillos verdes se suprimió y los objetos fueron bautizados pulsares (por pulsating radio source, «fuentes pulsantes de radio»).

Thomas Gold, el científico nacido en Austria y vinculado a la hipótesis del Estado Estacionario, propuso que los pulsares y las estrellas de neutrones podrían ser el mismo animal. La idea —que ha sido aceptada— consiste en que, mientras se forman las estrellas de neutrones, inmediatamente después de explotar una supernova, el material estelar sería aplastado hasta reducirse a un pequeño volumen y los astros rotarían cada vez más deprisa, aumentando el campo magnético hasta convertirse esencialmente en un imán gigantesco.

De los polos magnéticos brotarían chorros de electrones, emitiéndose varias clases de radiaciones electromagnéticas, incluida luz visible. Al girar la estrella, esos chorros barrerían el cosmos muchas veces por segundo. Si se daba la casualidad de estar de cara a la Tierra, las estrellas rotantes irían encendiéndose y apagándose, encendiéndose y apagándose, encendiéndose y apagándose.

Y esto es exactamente lo que hacen los pulsares. Se caracterizan por unas pulsaciones claras y cronometradas con precisión, tan veloces —hasta una velocidad de 1.000 por segundo— que las grabaciones de estas ondas de radio son tan repetitivas como los disparos de una ametralladora.

Si los pulsares son en realidad estrellas de neutrones rotatorias, entonces debería ser posible encontrarlas arrellanadas entre los restos de las supernovas. La confirmación de esta posibilidad se halló en la nebulosa del Cangrejo, una amorfa mancha de luz situada en Taurus a la que puso nombre el astrónomo irlandés lord Rosse. Se sabe que la nebulosa del Cangrejo consiste en los restos de una supernova; ocupa el mismo lugar en que un astrólogo chino del siglo XI vio una «estrella invitada».

Y tiene, en el centro, un pulsar. Éste rota alrededor de su eje treinta y tres veces por segundo, y a cada pirueta lanza un rayo de ondas de radio y de luz que atraviesa el universo como el barrido gigantesco de un faro. Además, lo mismo que otros pulsares, va ralentizándose. Se espera que deje de emitir dentro de unos 10 millones de años.

Desde el descubrimiento del primer pulsar se han encontrado centenares de ellos y las personas que participaron en el descubrimiento original han sido premiadas por el hallazgo. Antony Hewish y su codirector del proyecto, Martin Ryle, ganaron el premio Nobel de física. Jocelyn Bell (ahora Burnell) no compartió el premio, aunque sí recibió muchísima publicidad, una buena parte de la que atraen las desafortunadas jóvenes científicas.

Años después recordaba que le habían hecho «preguntas relevantes como si era tan alta como la princesa Margarita (tenemos unas unidades de medida muy pintorescas en Gran Bretaña) y sobre cuántos novios había tenido a la vez». Después de su descubrimiento, aunque siguió trabajando de astrónoma, no continuó estudiando los pulsares. Pero su papel en el descubrimiento ha sido universalmente reconocido y su musical nombre está ligado desde ahora y para siempre al ritmo regular de las estrellas rotantes de neutrones.

Los quásares
En una fotografía, un quasar se presenta con una apariencia estelar: su imagen es similar a la de una estrella común46. Sin embargo, analizando detalladamente varios de estos objetos se pudo comprobar que pueden distinguirse ciertas peculiaridades a su alrededor <nebulosidades o «agregados»>, que los diferencian notablemente de las estrellas y que sugieren una estructura bastante más compleja. Su descubrimiento se debió a que los quásares son intensos emisores de radio ondas.

Sin embargo, luego pudo determinarse que también son fuentes de Rayos X, radiación ultravioleta, luz visible y también infrarroja; en otras palabras, la emisión de radiación de los quásares resulta intensa en todo el espectro electromagnético.

Pulsares

Pulsares

Fue en 1963 cuando M. Schmidt identificó por primera vez al quasar 3C273como el objeto más alejado entre todas las galaxias conocidas en ese entonces: los cálculos lo ubicaron a unos 2.000 millones de AL47. Posteriormente, se comprobó que el corrimiento al rojo de todos los quásares es mayor que el de las galaxias conocidas; por lo tanto, se encuentran más distantes que cualquiera de ellas.

Esta evidencia confirmaría que se trata de los objetos más lejanos del universo conocido. El quasar más alejado observado hasta 1992 es el designado como PC1158+4635 <en dirección de la constelación de Osa Mayor>; su distancia se ha estimado en los 10 mil millones de años luz. El débil brillo de los quásares indica, dada sus lejanías, que deben ser objetos extraordinariamente brillantes.

Se ha estimado que las dimensiones de los quásares probablemente no sean mayores que las del Sistema Solar, mientras que la radiación total que emiten excedería con creces a la que suministran más de 100.000 millones de estrellas juntas: se trataría de los objetos más luminosos del universo. Por otra parte, se especula que los quásares podrían representar un estado particular en el desarrollo y evolución de las galaxias: tal vez el de las primeras fases de su existencia como tales; el análisis de su emisión ha sugerido que el origen de la misma no es el resultado de la presencia de estrellas.

La intensa energía proveniente de los quásares parece deberse a procesos diferentes a los estelares: se trataría de radiación que no depende de la temperatura del cuerpo emisor.

Algo notable es que todos los quásares varían de brillo de manera completamente irregular, tanto en radio ondas como en la luz visible.

También se detectaron fuertes explosiones de Rayos X en los quásares; como ejemplo, en noviembre de 1989, el quásar PKS 0558-504 duplicó su radiación X en sólo 3 mi ñutos. La cantidad total de energía emitida entonces iguala a la que emite el Sol en alrededor de 1 millón de años. Como dijimos, sus brillos son muy débiles y para su identificación es necesario un cuidadoso análisis de sus espectros. Los desplazamientos de líneas observados en ellos, como en las galaxias, representan el corrimiento al rojo debido a la expansión del universo. Sin embargo, algunos astrónomos sugieren otra posibilidad y como evidencia se han detectado quásares cercanos a galaxias, aparentemente conectados físicamente entre sí, y ambos con corrimientos al rojo totalmente diferentes.

Un estudio detallado de posibles interacciones entre quásares y galaxias ha mostrado que esas conexiones parecen no existir y por lo tanto aquello que se observa es una simple coincidencia de alineación aparente, visible desde la Tierra Existen quásares peculiares, como el par de objetos conocidos como PHL 1222; este sistema doble es la única evidencia de dos quásares tan juntos uno del otro. El corrimiento al rojo de PHL 1222 indica una distancia del orden de los 12.000 millones de años luz y sus componentes tienen una separación de unos 100.000 años luz.

Las fotografías muestran que este doble quásar está rodeado por numerosos objetos débiles <posiblemente galaxias>; de ser así, ambos quásares se encontrarían formando parte de un cúmulo de galaxias. Una ciase particular de quásares son los objetos conocidos como BL Lacertae, originalmente considerados como estrellas variables. Estos astros presentan la curiosa propiedad de que en sus espectros no aparecen líneas; por lo tanto, no es posible medir su corrimiento al rojo, algo que dificulta enormemente la tarea de determinar sus distancias. Se considera que los BL Lacertae son quásares relativamente pequeños, ya que la variación de su luminosidad es rápida del orden de una a dos semanas>.

Indudablemente, debido a la distancia a la que se encuentran, los quásares son tal vez los objetos celestes más difíciles de estudiar. Y debe tenerse en cuenta que su lejanía es tanto espacial como temporal: hoy los vemos tal como eran hace miles de millones de años, cuando la luz que nos llega de ellos inició su largo viaje hacia la porción del espacio donde nosotros estamos.

Uno de los modelos cosmológicos más aceptados, sugiere que el universo tendría actualmente una edad cercana a los 15.000 millones de años; esto indicaría que los quásares más distantes son observados hoy, brillando tal como eran cuando el universo contaba aproximadamente, con solo unos 1.000 millones de años de edad Cuando se observan quásares, por lo tanto. los astrónomos pueden asegurar que con su observación están «retrocediendo’ en el tiempo hacia la época remota cuando el universo era cinco veces más pequeño que su tamaño actual; quásares más antiguos todavía parecen ser poco frecuentes, no sólo por ser más distantes sino también por ser más débiles.

Cuando se estudia cómo están distribuidos los quásares en el espacio, se halla que su número parece haberse reducido drásticamente con el transcurso del tiempo. En la época cuando el universo sólo tenía unos 2.000 millones de años de edad, los quásares parecen haber sido objetos mucho más abundantes de lo que son en la actualidad; aproximadamente, el máximo número de quásares se habría dado cuando el universo tenía un tercio de su dimensión actual.

Puede afirmarse entonces que en la era de los quásares <hace unos 11.000 millones de años> el objeto más cercano a la Vía Láctea habría estado a sólo 25 millones de años luz; por lo tanto, habría brillado como una estrella visible a simple vista. En aquel la época, los quásares habrían sido 1.000 veces más comunes que en la actualidad <en relación con las galaxias>.

La pregunta que surge entonces es ¿por qué desaparecieron los quásares? Y una posible explicación se relaciona con la disminución progresiva de su brillo, razón por la cual actualmente no serían visibles; es decir los quásares habrían evolucionado con el transcurso del tiempo. Un análisis de la distribución de los quásares a diferentes distancias podría ofrecer una explicación de lo que ha sucedido con ellos. El enigma sobre el origen de los quásares y su posterior desaparición es bastante singular y se supone íntimamente ligada con la evolución de las galaxias.

ALGO MAS SOBRE EL TEMA…

Poco a poco, como resultado de paciente estudio y observación, se van descubriendo algunos datos acerca  de la naturaleza de distintos o nuevos cuerpos celestes. Algunos de dichos astros han sido denominados radioemisores por tener la propiedad de emitir radiaciones. Se tenían entre las fuentes de energía más glandes que se conocen. En 1955, mientras efectuaba una serie de investigaciones en el campo de la radioastronomía, mi grupo de científicos localizó por primera vez algunos de estos radioemisores, con la ayuda de los radiotelescopios. Se trataba de puntos del espacio que emitían ondas electromagnéticas de gran intensidad.

Convencidos de que esos puntos no eran nebulosas, los investigadores empezaron a observarlos con telescopios ópticos, a fin de poder fotografiarlos. Descubrieron así que a los radioemisores más intensos correspondían puntos luminosos de color azul intenso. Esto los llevó a la conclusión de que en dichos puntos se originaban las ondas electromagnéticas detectadas.

Como los mencionados puntos luminosos se asemejaban a estrellas, se los llamó cuasares (quasars, en inglés). El nombre deriva de la expresión quasi stellar radio sources (radioemisores casi estelares). Más tarde, técnicas especiales permitieron llegar a conocer algunos aspectos de los cuasares.

El cuasar propiamente dicho es el radioemisor central, formado por una esfera gaseosa, semejante a nuestro Sol. Pero un cuasar típico tiene un diámetro unas mil veces mayor que el del Sol y una masa mil millones de veces superior. Poseen energía suficiente como para formar una galaxia entera.

La temperatura de la superficie del Sol es de 6.000 °C mientras que la de la superficie de un cuasar es de 300.000 °C. Cuanto más elevada es la temperatura de un cuerpo, tanto más azul es la luz que emite. Por eso la luz del Sol es blanca, mientras que la de los cuasares es azul.

El cuasar se encuentra rodeado por una laja de gran concentración de partículas, que emiten radiaciones y que giran en órbita en torno suyo, de la misma manera en que se observa en torno de la Tierra la magnetosfera que emite radiaciones. Las radiaciones del-, cuasar son más luminosas, de mayor frecuencia, y las órbitas que describen las partículas que la forman (electrones, protones y mesones) , son mucho mayores que las correspondientes a las que forman el cinturón de van Alien en torno de nuestro planeta.

Dichas partículas, girando a altas velocidades, emiten las ondas electromagnéticas responsables de la intensa radiación electromagnética emitida por los cuasares. Valiéndose de radiotelescopios se ha comprobado recientemente que las radioemisiones no provienen exactamente del cuasar, sino ‘de dos puntitos próximos a dicha faja de partículas situados a la derecha y a la izquierda del astro.

Durante mucho tiempo los astrónomos abrigaron dudas acerca de cómo clasificar a los cuasares. Se trataría, acaso, de astros relativamente pequeños, situados en el interior de nuestra galaxia? ¿O serían astros extraordinariamente grandes, pertenecientes a galaxias más alejadas? Con el correr del tiempo, se arribó a la conclusión de que la segunda hipótesis era la cierta.

Siempre que descubren un nuevo astro, los astrónomos procuran, en primer lugar, desarrollar una teoría que explique su probable estructura. Acto seguido, de acuerdo con esa teoría, intentan elaborar un modelo estructural del nuevo astro. Ese modelo servirá para explicar cómo se mantiene unida la materia que lo forma, por qué brilla o no, por qué emite radiaciones electromagnéticas.

Para los planetas, estrellas, nebulosas, galaxias y otros objetos celestes se han encontrado modelos estructurales con, relativa facilidad. Los cuasares, en cambio, presentaron desde su descubrimiento problemas estructurales de difícil solución.

Algunas características de los cuasares son muy semejantes a las de ciertas galaxias conocidas. En diversos puntos del espacio podemos observar galaxias reunidas en grupo, girando lentamente unas en torno de las otras. Normalmente, todo el grupo parece alejarse del observador de manera uniforme. En esos casos, todas las galaxias giran a la misma velocidad. Sin embargo, esa uniformidad puede ser rota: se han observado galaxias que se separan de sus grupos, desarrollando velocidades hasta diez veces superiores a las de las demás.

Este fenómeno contradice una hipótesis según la cual las galaxias deberían permanecer unidas entre sí. En ciertos casos se observaron varias galaxias separándose entre sí que, no obstante, se presentan envueltas en un halo luminoso: el gas de una única nebulosa.

Descubrimientos recientes han demostrado que los cuasares se comportan de manera más o menos parecida a como lo hacen esas galaxias que se separan de sus grupos. Los astrónomos tratan de encontrar ahora el porqué de esa curiosa semejanza.

Además de los cuasares, existen también otros tipos de radioemisores. Entre ellos figuran los pulsares (pulsars, en inglés) . Fueron descubiertos, entre 1967 y 1968, por radioastrónomos del Observatorio de Cambridge (Inglaterra). El nombre pulsar proviene de la expresión pulsating star (strella latiente) , que se empleó para designarlos por primera vez.

Contrariamente a lo que ocurre con los cuasares, esos astros son de pequeñas dimensiones, como puede comprobarse a través de la medición de la longitud de onda y período de las señales que emiten. Su tamaño equivaldría, según esas mediciones, al de un planeta o estrella de gran densidad (una estrella enana blanca, por ejemplo).

Debido a lo reciente de su descubrimiento, todavía no se sabe con seguridad cuál es la verdadera naturaleza de los pulsares. No se cree que sean planetas, porque se encuentran muy distantes de cualquier sistema planetario. El período de las señales que emiten es por demás corto; por eso, es improbable que sean estrellas enanas blancas que emiten señales de larga duración.

Algunas de sus características más conocidas indican la posibilidad de que estos objetos sean estrellas de neutrones. Los astrónomos ya cuentan con elementos de juicio que les permiten confirmar, aunque solamente en forma parcial, esta hipótesis.

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Fuente Consultada:
El Universo Para Curiosos Nancy Hathaway
Astronomía General Aspecto Global del Universo Feinstein-Tignanelli

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ORIGEN DE LA VIDA:

¿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.

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.

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.

El origen de la vida Experimento de Miller 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 SXIII, 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.

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.

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

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 d teínas, 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 del origen_vida

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.

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