Ciencias Naturales: El origen de la vida en nuestro planeta

En este artículo se presentan algunas propuestas para iniciar el desarrollo de un tema que resulta muy atrayente para los alumnos.

Por Por Andrea Revel Chión
Bacilo del infierno

El siguientes es un fragmento del artículo publicado en el diario Clarín, el día 23 de junio de 1996. Su título es “La vida en el centro de la Tierra”, su subtítulo dice: “Investigadores norteamericanos comprobaron la existencia de poblaciones microscópicas en las profundidades del Planeta”. El copete presenta lo siguiente: “Al primer microbio que descubrieron lo llamaron bacilo del infierno. Numerosas especies viven y crecen sólo donde no hay oxígeno”.

“Antes y después de Julio Verne, los escritores de ciencia ficción se explayaron acerca de los misterios que ocultarían las profundidades de la Tierra. Numerosos científicos armaron teorías sobre el tema. Y no faltó quien imaginara un fantástico planeta hueco. Pero lo cierto es que por espacio de décadas, nadie contó con pruebas sustanciosas sobre la intrigante cuestión de si en las profundidades rocosas del planeta se encierra algo que pueda ser considerado parte del espectáculo de la vida.
Hasta ahora, dos equipos de científicos que realizaron perforaciones en la profundidad de mares y tierra -hasta 3 kilómetros- recogieron en forma separada interesantísimas pruebas que demuestran que una gran cantidad de microbios viven lo más campantes en las profundidades de la Tierra.
Al igual que una suerte de mundo perdido, estas comunidades de microbios quedaron aisladas de todo el resto de vida en el planeta durante millones de años...
Los microbios hallados son únicos en algunos casos incluso el Bacillus infernus (bacilo del infierno), el primero de todos los que se descubrieron y que puede vivir y crecer sólo donde no hay oxígeno...
El agujero más profundo hasta la fecha fue perforado en el estado norteamericano de Virginia, cerca de la ciudad de Dahlgreen, sobre el río Potomac. .. Las muestras de profundidades tan grandes como 2,78 kilómetros en donde las temperaturas son tan altas como los 49 grados centígrados, demostraron la presencia de una abundante vida de microbios que estuvo allí, en medio de esa calurosa oscuridad durante períodos geológicos enteros...”.

Luego de leer el texto en forma individual, sugerimos inducir a los alumnos a buscar información, resolviendo el paquete de consignas que se enumeran a continuación.

Actividad 
LOS DIARIOS DICEN...
• ¿Quién fue Julio Verne? ¿Qué características tienen sus obras? ¿Cuál de ellas se relaciona directamente con este artículo?
• ¿Qué es un microbio? Citar ejemplos.
• ¿Qué forma tiene un bacilo?

Actividad 
EL ESCENARIO
• Reunir a los alumnos en grupos de tres o cuatro integrantes, para plantear las consignas de trabajo.
• Discutir y describir las condiciones ambientales del plareta Tierra antes de que apareciera cualquier forma de vida. Para eso tener en cuenta la presencia de volcanes, tormentas, rayos u otras condiciones climatológicas.
• Realizar un dibujo de cómo sería el paisaje terrestre sin formas vivas de ningún tipo.
• Discutir y responder a estas preguntas: a) ¿había oxígeno en la Tierra primitiva?; b) ¿existía agua en alguna de sus formas: líquida, gaseosa o sólida?; c) ¿existían otros gases?; d) ¿hacía frío o calor? ¿por qué afirman una u otra situación?
• Una vez que todos los grupos han respondido, realizar una puesta en común para que cada uno de ellos exponga sus hipótesis. 
• Cada uno de los grupos mostrará sus dibujos y explicara qué quisieron representar en ellos, es decir, cómo imaginan el escenario de la Tierra antes de la aparición de vida. Mientras que cada grupo expone y describe sus dibujos uno o dos alumnos, con la ayuda de todos los integrantes de la clase, construirán un dibujo común a todos. Este dibujo será el reflejo de cómo imaginan todos los alumnos al escenario en el que surgió la vida en la Tierra.

Las condiciones iniciales: el escenario

La Tierra primitiva, o sea antes de que apareciera la vida, teniá unas condiciones bien diferentes de las que conocemos hoy, tan diferentes eran que si pudiéramos visitar a esa otra Tierra, no la reconoceríamos como nuestra casa.
Para comenzar no podríamos visitarla sin una máscara de oxígeno porque la Tierra de ese entonces no lo tenía. Existía una atmósfera, una capa de aire que la rodeaba, pero el oxígneo no se encontraba entre esos gases. La vida pudo aparecer en nuestro planeta en una ausencia total de oxígneo. Desde los primeros tiempos el agua estubo presente en la Tierra y en grandes cantidades; si bien otros planetas, entre ellos Marte, también cuentan con agua, en algunos de ellos está en muy poca cantidad o en estado sólido.
En cambio en la Tierra se encontraba en estado líoquido lo que fue fundamental para que se originara la vida, ya que en el agua se pueden disolver las sales y otras sustancias necesarias para la formación de seres vivos. Los científicos del mundo coinciden hoy en pensar que la vida se originó en el agua hace alrededor de 3500 millones de años.
En la Tierra primitiva no había una atmósefera con oxigeno perio sí una compuesta por dióxido de carbono y otros gases. El dióxido de carbono es capaz de dejar pasar los rayos solares pero no deja escapar el calor del sol. Este proceso se denomina efecto invernadero y es lo que hace posible que la temperatura de nuestro planeta no sea de varios grados bajo cero. Los científicos afirman que el efecto invernadero fue uno de los factores que hicieron posible que se originara la vida, al causar el aumento de temperatura.
Las radiaciones también eran muy intensas al igual que las erupciones volcánicas, los rayos y los relámpagos que aportaban fuertes descargas de energía eléctrica. Los lagos de la Tierra primitiva estaban compuestos por muchas sustancias químicas que tuvieron un rol fundamental en la "fabricación" de seres vivos.

Actividad 
A COMPARAR
• Proponer a los alumnos que repasen las respuesta que han elaborado en la primera actividad. Proponerles luego la lectura del texto “Las condiciones iniciales: el escenario”. A partir de ambas lecturas los alumnos deberán realizar las modificaciones o correcciones que crean necesarias. Dichas modificaciones deberán ser explicadas por cada grupo a sus compañeros.
• ¿Deben ser modificados los dibujos? Como el dibujo de las condiciones de la Tierra primitiva fue realizado con todos los alumnos de la clase, también la modificacioón del dibujo deberá ser realizado con los aportes de todos los grupos.
• Una vez finalizada la actividad, sugerir a los alumnos la relectura del artículo del diario y que escriban las coincidencias que encuentran. ¿Cómo habría sido la primer forma de vida?

La historia

En el siglo Xll naturalistas importantes como el Conde de Buffon (1707-1788) defendían la idea de la”generación espontánea”, es decir que los seres vivos surgían a partir de materia, espontáneamente, sin la presencia de padres que les dieran la vida. La carne en descomposición, por ejemplo, daba origen a gusanos y otros sostenía que una camisa sucia y granos de trigo originaban a ratones. Esta idea tardó mucho tiempo en ser superada, hasta que Luis Pasteur demostró que todos los seres vivos provienen de otros similares a ellos. Sin embargo, el problema de cómo se había originado la vida en nuestro planeta seguía sin resolverse. En 1922 un bioquímico ruso, Alexander Oparin, publicó una obra llamda “El origen de la vida”. En ella Oparin exponía su interpretación sobre el origen de la vida: las sustancias presentes en los mares primitivos, se organizaron para formar las primeras células. Según Oparin las condiciones de la Tierra primitiva eran totalmente diferentes a las de la actualidad, ya que no existían los gases que forman hoy la atmósfera, sino que había otros gases. Estos gases con la energía del sol hicieron posible que se organizaran estas “protocélulas” a las que él llamó “coacervados”

La experiencia

En la década de los años 50, un químico americano, Stanley Miller de la Universidad de Chicago, junto a su jefe, Harold Urey, quisieron simular las condiciones de la Tierra primitiva. Con este objetivo, colocaron dentro de un recipiente de vidrio llamdao balón una mezcla de gases que, según Oparin, existían en ese entonces. Colocaron este balón conectado a electrodos que producían descargas eléctricas que simulaban las decargas eléctricas a las que podía haber estado sometida la Tierra. Al cabo de una semana Miller observó que en la mezcla se habían formando aminoácidos, las sustancias que forman parte de las proteínas de los seres vivos. Miller no comprobó con este experimento que la teoría de Oparin fuera cierta sino que al menos podría ser posible.

Aparato con el que Stanley Miller dio validez a la teoría de Oparin. A través del dispositivo circula una mezcla de metano, hidrógeno y amoniaco, junto con vapor de agua recalentado. Se forman varias biomoléculas importantes, sobre todo aminoácidos. 1-matraz de 500 c.c. de agua; 2-acumulación de los materiales condensados; 3-condensador; 4-chispa eléctrica; 5-electrodos de tungsteno.

Actividad 
CÓMO FUE LA PRIMERA FORMA DE VIDA
• Investigar en libros o enciclopedias qué características se afirman desde la comunidad científica actuamente que tuvieron los primertos seres vivos. Realizar un esquema de ellos. 
• ¿Existen actualmente descedientes vivos de estos seres?
• ¿Cómo se alimentaban en sus orígenes?
• ¿Cuándo aparecieron las primeras plantas? 
• ¿Cuáles fueron las consecuencias para el planeta Tierra de su aparición? 

Para esta última cuestión, sugerimos orientar a los alumnos repasar el proceso de fotosíntesis.

Bibliografía

ALJANATI, D.; WOLOVELSKY, E. (1995): La vida en la Tierra. Biología 1. Editorial Colihue, Buenos Aires.
FERNÁNDEZ RUIZ, B. (1984): La vida: origen y evolución. Editorial Aula Abierta Salvat, Navarra.
MEINARDI, E. y REVEL CHIÓN, A. (2000): Biología Polimodal. Aique Grupo Editor. Buenos Aires.
OPARIN. A. (1999): El origen de la vida. Editorial Leyenda, México.
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Andrea Revel Chión es Doctora en Didáctica de las Ciencias Experimentales. Docente e investigadora de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. Profesora de Didáctica de la Biología en del Instituto Superior del Profesorado "Joaquín V. González" de la Ciudad de Buenos Aires.