Olimpicos 2011-2012

Introducción a la Evolución

En el año de 1924, el bioquímico Aleksandr I. Oparin publicó su obra El origen de la vida, en la cual sugería que una vez formada la tierra –en la que todavía no aparecían los primeros organismos–, su atmósfera era muy diferente a la que conocemos actualmente pues según él ésta carecía de oxígeno libre, pero contaba en cambio con sustancias tales como el hidrógeno, metano y amoniaco, que favorecían la formación de aminoácidos. Estas sustancias reaccionaron entre sí, favorecidas por la presencia de la energía solar, la actividad eléctrica de la atmósfera y el vulcanismo, permitiendo la formación de los primeros seres vivos.
Hacia 1929, el biólogo inglés John B. S. Haldane propuso de manera independiente una explicación muy semejante a la de Oparin. Ambos planteamientos influyeron notablemente en los científicos interesados en la formación de la vida en la tierra, y no fue sino hasta que dos de ellos realizaron los experimentos adecuados cuando se hizo posible solucionar el problema del origen de la vida.
Los experimentos que demuestran la forma probable en que se formó la vida fueron realizados por Stanley Miller y Harold Urey; consistieron en utilizar los elementos propuestos en la teoría Oparin-Haldane de la tierra primitiva, los cuales fueron puestos en un aparato mediante el cual se obtuvieron algunos aminoácidos
que son los precursores de las proteínas de los organismos vivos. De tal resultado se deduce que la evolución orgánica, también conocida como biológica, es la más compleja. Representa los cambios anatómicos, morfológicos, bioquímicos, fisiológicos y etológicos que ocurren en todas las poblaciones del mundo a lo largo de grandes periodos de tiempo, que comúnmente se presentan sólo en poblaciones y no en individuos aislados.

La evolución biológica es el cambio en la diversidad y la adaptación de las poblaciones de organismos al ambiente. La evolución favorece a los individuos confiriéndoles mediante la variación algunas ventajas en relación con los demás miembros de su población o con otras especies. Existe una hipótesis que indica que desde el periodo Cámbrico de la era Paleozoica (hace 540 millones de años aproximadamente), pudieron haber existido organismos simples llamados tunicados, cuyo estado larvario era de vida libre con notocordio y cordón nervioso. A partir de estas larvas, pudo haberse desarrollado el vertebrado más primitivo que existió, que se alimentaba por filtración. Estos cordados primitivos se convirtieron en los peces más antiguos, denominados agnatos (pues carecían de mandíbulas), que derivaron hacia los peces placodermos, cuyo cuerpo estaba cubierto por placas, y de ahí hacia los condroíctios (comolos tiburones, que tienen cuerpo cartilaginoso) y osteíctios (peces con esqueleto óseo). A partir de éstos se formaron los anfibios y los reptiles, y a su vez de éstos últimos derivaron las aves y los mamíferos.
Notocordio. Cordón celular compacto dispuesto a lo largo del cuerpo de los cordados, el cuál está formado por tejido conjuntivo y sirve de reporte durante la formación de la médula espinal en las vértebras.
Se ha postulado que, dentro del proceso de desarrollo evolutivo, el hombre cuenta con una antigüedad de cerca de 4 millones de años, tiempo en el cual apareció un descendiente de los primeros primates bípedos llamado Australopithecus afarensis, a partir del cual evolucionó el primer género Homo, hace 2 millones de años, cuyo organismo más inteligente y mejor adaptado al medio apareció hace 400 mil años y empezó a elaborar herramientas de piedra: Homo sapiens, origen del hombre moderno que derivó en el Homo sapiens sapiens, especie representativa de los humanos actuales.
El concepto evolutivo actual implica que el Universo, las galaxias, los sistemas solares, nuestro planeta y todos los seres vivos han evolucionado constantemente desde que fueron formados (el Universo, hace 15 mil millones de años; el Sol, hace 5 mil millones de años; la Tierra, hace 4,500 millones de años, y los primeros organismos vivos hace 3,900 millones de años). Esta evolución se ha desarrollado en procesos azarosos no programados con antelación, pero que responden a fenómenos naturales que concuerdan con leyes de la física, la química y la energía.

ACTIVIDAD A REALIZAR

1. Intégrense en equipos de cuatro. A partir de la información presentada, realicen un dibujo en el cual expongan su propia teoría de cómo se formó el primer organismo vivo. ¿Qué características ayudaron a que lograra adaptarse a un ambiente hostil y evolucionar hasta el Homo sapiens sapiens?
2. Aplica el concepto de evolución biológica.

Origen y justificación del PGH

El Proyecto Genoma Humano (PGH) fue el primer gran esfuerzo coordinado internacionalmente en la historia de la Biología. Se propuso determinar la secuencia completa (más de 3000 ·106 pares de bases) del genoma humano, localizando con exactitud (cartografía) los 100.000 genes aproximadamente y el resto del material heridatario de nuestra especie, responsables de las instrucciones genéticas de lo que somos desde el punto de vista biológico. Realmente, lo que llamamos Proyecto Genoma es el término genérico con el que designamos a una serie de diversas iniciativas para conocer al máximo detalle los genomas no sólo de humanos, sino de una serie de organismos modelos de todos los dominios de la vida, todo lo cual se espera que brinde un impulso formidable en el conocimiento de los procesos biológicos (desde la escala molecular hasta la evolutiva) y de la fisiología y patología de los seres humanos; además que se traducirá en multitud de aplicaciones técnicas y comerciales en ámbitos como el diagnóstico y terapia de enfermedades, biotecnologías, instrumental, computación, robótica.
Hacia mediados de la década de los años 80 la metodología del DNA recombinante y sus técnicas asociadas (vectores de clonación, enzimas de restricción, transformación artificial de células procariotas y eucariotas, bibliotecas de genes, sondas moleculares, secuenciación, genética inversa, PCR, etc.) habían alcanzado una madurez suficientecomo para que se planteara la pertinencia y viabilidad de un proyecto coordinado de caracterización detallada (hasta nivel de secuencia de nucleótidos) del genoma humano y de genomas de una serie de organismos modelos.
El programa se inició oficialmente en 1990 como un programa de quince años con el que se pretendía registrar los 80.000 genes que codifican la información necesaria para construir y mantener la vida. Los rápidos avances tecnológicos aceleraron los tiempos, lo que permitió completar la investigación en el 2003, para el cincuentenario del descubrimiento de la estructura de la doble hélice por parte de Watson & Crick (1953).
Repasando, los objetivos del Proyecto fueron:
♦ Identificar los aproximadamente 100.000 genes humanos en el DNA.
♦ Determinar la secuencia de 3 billones de bases químicas que conforman el DNA.
♦ Acumular la información en bases de datos.
♦ Desarrollar de modo rápido y eficiente tecnologías de secuenciación.
♦ Desarrollar herramientas para análisis de datos.
♦ Dirigir las cuestiones éticas, legales y sociales que se derivan del proyecto.

A plazos mayores, se espera que a su vez la investigación genómica permita diseñar nuevas generaciones de fármacos, que sean más específicos y que tiendan a tratar las causas y no sólo los síntomas. La terapia genética, aunque aún en sus balbucientes inicios, puede aportar soluciones a enfermedades, no sólo hereditarias, sino cáncer y enfermedades infecciosas.