Evolució: des del Big-bang fins a l’home/dona (2)

Parlem de psicologia (8)

Unitat 2 Evolució: des del Big-bang fins a l’home/dona (2)

Tema 2: L’Evolució: Des del Big-Bang fins Avui

- Introducció

- Big-Bang i inici de la formació de l'Univers. Expansió. Formació del Sistema solar. Sol, Terra i planetes

- Els inicis de la vida

- De què estan fetes les cèl·lules?

- La columna del temps. Robert Jastrow

- L’Evolució: Des del Big-Bang fins a l’home. (Tres quadres)

- Els gens i l’ADN

- De la informació a la substància

- Proteïnes

- Els inicis de la vida

- Moments importants

- Els inicis de la intel·ligència

- Dels primats a l’home

- Homanització,Humanització i Socialització

- BIBLIOGRAFIA i Referents bibliogràfics

De què es composen els gens?

El biòleg Oswald Avery, als anys 1940, va fer una sèrie d'experiments concloents: havia demostrat que una sèrie de bacteris vius sans mesclats amb una sèrie de bacteris morts patògens havien originat nous bacteris vius patògens (els vius havien assimilat els gens dels morts). En un experiment posterior va afegir un enzim que destrueix l'ADN. El fenomen no es va produir. Conseqüentment es va arribar a la conclusió que els gens estan formats per ADN. L'ADN l'havia descobert i estudiat 60 anys abans l'investigador Friedrich Miescher.

Característiques de l'ADN:

1.- Cadena molecular: L'ADN està format per distints tipus de mol.lecules senzilles lligades entre si formant cadenes.

2.- És llarguíssim i tremendament prim. Si augmentam 100 vegades la grandària del nucli d'una cel.lula, aquest nucli tendria la grandària d'un cap d'agulla (visible a simple vista) i l'ADN que conté plegat, desplegat tendria la llargària d'un camp de futbol.

3.- Hi ha quatre tipus d'esglaons (mol.lecules denominades nucleòtids: àcid adenílic (adenina), àcid guanílic (guanina), àcid citidílic (citosina), àcid timidìlic (tiamina): A, G, C, T. Cada cadena molecular d'ADN està formada per un milió o més esglaons.

4.- La manera de lligar-se els quatre nucleòtids és idèntica: A-T, C-G

5.- En cada espècie vegetal o animal hi ha un ordre exacte dels esglaons, igual que en les lletres d'un llibre editat: Tots els llibres de la mateixa edició tenen el mateix ordre de lletres i paraules.

Així doncs, l'ADN és un llenguatge que dóna una informació. Aquesta informació depèn de la seqüència o ordre dels esglaons o nucleòtids que sempre s'agrupen C-G; A-T. L'alfabet de l'ADN sols té quatre lletres (A,T,C,G), però el nombre de combinacions d'aquestes quatre lletres, és a dir el nombre de missatges, és infinit. Els quatre esglaons o nucleòtids estan units en la seqüència corresponent per enllaços químics. L'ADN d'una cèl.lula té fins un milió o més esglaons o nucleòtids. En aquestes cadenes, els gens són fragments de la cadena i equivalen a una sentència d'informació.

Quanta informació es requereix per a crear un home?

Un bacteri té, aproximadament, 2.000 gens (cada gen consta d'uns 1.000 esglaons). conseqüentment, l'ADN dels bacteris consta d'uns 2 milions d'esglaons o "lletres" d'informació.

La cèl.lula de l'home té 500 vegades més gens que la bactèria. Es a dir: l'ADN de l'home té 1000 milions d'esglaons o "lletres" d'informació.

El Crosopterigi és el primer vertebrat que surt de la mar a poblar la Terra (Recorda que la vida sorgeix i es desenvolupa a la mar). No obstant això, no és el primer ésser viu que ho fa, ja que, abans ja ho havien fet plantes i insectes.

De la informació a la substància

Els gens proporcionen instruccions per a la creació de substància o matèria viva de l'èsser viu. De quina manera el llenguatge de l'ADN es converteix en carn viva que respira, es mou i es reprodueix?. Per a contestar aquesta qüestió hem de començar per a conèixer de què estam fets:

Les proteïnes:

El material més important són les proteïnes. La resta de components (aigua, sals, vitamines, metalls, hidrats de carboni, grasses, etc) sols són auxiliars de les proteïnes. Aquestes no sols constitueixen la majoria de la nostra massa corporal (excepte l'aigua), sinó que d'elles surt el nostre calor, les nostres accions, pensaments, desitjos, tot quan som i tot quan feim. Constitueixen la matèria prima de la vida.

Les proteïnes són per a noltros el mateix que el metall per els automòbils.

Característiques de les proteïnes:
Són cadenes moleculars.

Encara que llargues no ho són tant com les cadenes de l'ADN.

Hi ha 20 classes d'esglaons: els aminoàcids (recorda que a les cadenes d'ADN hi ha 4 classes d'esglaons: Els nucleòtids o bases: A, T, C, G).

Les 20 subunitats (els aminoàcids) s'uneixen d'idèntica manera.

L'ordre o seqüència de les 20 subunitats o esglaons d'aminoàcids és exacte i determina què és la proteïna i quina serà la seva funció.

Cada proteïna consta d'uns 400 esglaons d'aminoàcids.

- Els aminoàcids es representen com a esglaons d'una cadena i s'indiquen en les tres primeres lletres en anglès: ala, val, phe, try, gly, leu, pro, ile, asp, phe, glu, ...

- Aquests 20 aminoàcids són: fenilalanina, leucina, isoleucina, mitionina, valina, serina, prolina, teonina, alanina, tirosina, histidina, glutamina, asparagina, lisina, àcid aspàrtic, àcid glutàmic, cisteina, tripofan, arginina i glicina.

Traducció:

Aquestes característiques són similars a les de l'ADN: cadenes, ordre específic dels esglaons, 20 esglaons distints a les proteines i 4 a l'ADN.

Immediatament resulta clar que la conversió de la informació de l'ADN en substància proteinica ha de ser un procés de traducció de llenguatge.

I així és:

Totes les cèl·lules tenen, al seu citoplasma, milers de petites i ingenioses màquines de traduir: Els ribossomes. Com ho fan?:

El ribossoma, mitjançant un enzim o ferment (proteïna que dona rapidesa al procés) copia un gen d'ADN (un fragment de la informació).

Aquesta còpia del gen és un àcid ribonucleic missatger (ARN). Les mol.lecules de l'ARN són quasi idèntiques a les de l'ADN , encara que no tan llargues: Un a mol.lecula d'ADN té molts de gens, mentre que una d'ARN és la còpia d'un sol gen.

Es diu ARN missatger per que transporta la informació de l'ADN (que està al nucli de la cel.lula) al ribossoma (que està al citoplasma de la cel.lula) i que és on es fabriquen les proteines.

Com es crea la matèria, la substància viva?:
La còpia del gen (un àcid ribonucleic misatger: ARN) s'introdueix al ribossoma. El ribossoma és un lector. El ribossoma va llegint la seqüència de nucleotids de l'ARN i va unint, gràcies a enzims especials, aminoàcids a mol.lecules petites d'ARN: L'ARNt (àcid ribonucleic de transferència). Cada una de les 20 classes d'aminoàcids queda unida a la seva pròpia i especial mol.lecula d'ARNt.

El ribossoma va llegint l'ARNm (un, darrera l'altra, cada vegada) i va produint l'ARNt amb els aminoacids corresponents, enllaçant en una seqüència d'esglaons (un cada vegada). A mesura que el ribossoma llegeix el missatger, creix ràpidament la longitud de la cadena proteínica. Quan acaba la lectura de la cadena del missatger llibera la cadena proteínica completa. Així neix una nova proteïna.

Una seqüència de nucleotids en un gen (seqüència d'ADN) especifica exactament una seqüència d'aminoàcids en una proteïna.

Els inicis de la vida (Hoagland, p. 33):
Se suposa que fa uns 3.500 M. d'anys (ja feia 1.000 M d'anys que existia la Terra) i a partir de la formació d'una cel.lula primitiva molt senzilla.

En aquells moments la Terra presentava grans extensions grises , estèrils de roca i lava sense una sola herba, volcans en erupció, mars fumejants, negres núbols, pluges torrencials, llamps i trons. Circumstàncies miserables per a viure-hi qualsevol home però bones per a l'inici de la vida.

Ingredients essencials:

- Elevada temperatura.

- Gran quantitat d'aigua.

- Fonts dels àtoms necessaris de carboni, hidrogen, nitrogen, oxigen i fòsfor.

- Una font d'energia.

Cap problema pel que respecta al calor i a l'aigua. L'energia la proporcionaven els llamps i les radiacions ultraviolades procedents del sol (en aquell temps no hi havia capa d'ozó).

Aquestes condicions són suficients per un començament senzill: formar-se agrupacions dels elements indicats: carboni, hidrogen, nitrogen, oxigen i fòsfor; formació de nucleòtids a l'ADN i aminoàcids de les proteïnes, formació de cadenes d'aquests esglaons: cadenes de informació (ADN) i cadenes de substàncies cel·lulars (proteïnes).

Això és possible gràcies a que les combinacions es van fent i desfent durant molt de temps (quasi bé mil milions d'anys). Aquestes combinacions complexes, estables de proteïnes, ADN, aminoàcids i nucleòtids constitueixen una matèria espessa i nutrient que es forma a la mar: el brou prebiòtic o sopa mol·lecular. La sopa és possible per que no hi ha vida, ja que si hi hagués éssers vius se la menjarien.

Components essencials de la cèl.lula viva:
1) Una cadena d'informació: ADN. Esglaons: 4 Nucleotids o bases: Guanina-Citosina, Adenina-Tiamina. Grups: C, CO, N, CH, NH.

2) Una cadena de substància: Les proteines. Esglaons: 20 Aminoàcids. Grups: CH, NH2, COOH.

3) Un element activador, potenciador: Els enzims o ferments. Formats a base d'ATP.

Circumstàncies:

- Creació de molècules senzilles (ingredients + energia). Complicació de les molècules.

- Importància del temps.

- La sopa molecular és possible per que no hi ha vida.

- Simulació al laboratori: Formació de cadenes de molècules.

Cap a la cèl·lula:

Aquestes combinacions orgàniques complexes, gràcies a l'energia, es combinen fent compostos més complexes, uns dels quals són inestables i es desfan i uns altres són estables i es mantenen. D'aquesta manera s'estableix el camí cap a la cèl·lula o cap a la vida en cinc etapes determinades:

1. Aparició dels enzims: són mol·lècules proteïniques que fan que les reaccions químiques de les cèl·lules es desenvolupin més ràpidament. Els primers enzims devien ser cadenes curtes d'aminoàcids que s'havien ensemblat a l'atzar.

2. Doblegament de l'ADN: imaginem milions de cadenes d'ADN creixent a l'oceà per addició, a l'atzar de nucleòtids. Algunes seqüències tendrien sentit i podrien donar instruccions per a l'elaboració de proteïnes primitives. L'aparició d'alguna estratègia de protecció i estabilització és d'un gran valor. Un simple doblegament dels filaments compleix aquesta funció.

3. Duplicació de l'ADN: per aquest procés cada filament de la doble cadena de l'ADN fabrica una còpia de sí mateix, és a dir una doble cadena. Quan el procés acaba hi ha dues dobles cadenes, cada una d'elles amb un filament nou aparellat amb un antic. Cada doble cadena és idèntica a l'altra.

4. Empaquetament de les principals peces: l'empaquetament de les mol·lècules essencials per una cuberta o envoltura és una altra estratègia molt important per la preservació d'aquestes estructures. Les primeres cubertes estaven formades per proteïnes i grasses.

5. Duplicació cel·lular: l'adquisició d'una membrana envolvent de les mol·lècules suposaria la creació d'alguna cosa molt pròxima a la cèl·lula. Però aquesta cèl·lula resultaria inútil a menys que pogués duplicar-se. Quan apareix la primera cèl·lula amb capacitat d'assimilació i duplicació ha aparegut la vida a la Terra.

Experiències de laboratori:

a) Molècules orgàniques que incorporen altres molècules iniciant un creixement i una complexitat:

Incrementació orgànica: Substàncies orgàniques sintetitzades a partir dels elements del brou prebiòtic o sopa molecular.

b) Molècules orgàniques capaces de magatzamar energia procedent de la llum solar: Acaben per desenvolupar la capacitat d'autoduplicarse. Aquestes tenen com a components àcids nucleics: ADN i ARN.

- Així comença la selecció natural: Els elements que desenvolupen canvis facilitadors i positius tenen més possibilitats de permaneixer i reproduir-se.

- Molècules protegides per una membrana plasmàtica -------> Cèl.lula.

- Cèl.lula eucariota: Amb citoplasma i nucli.

La vida s'origina una sola vegada:

Hi ha dues raons per afirmar-lo:

1) Tots els éssers vius actuals (bacteris, vegetals i animals) utilitzen els mateixos elements constructius: Els 4 nucleotids i els 20 aminoàcids i la mateixa tècnica per a fabricar les seves molècules de proteïna: Els ribossomes, l'ARN de transferència i l'ARN missatger. Així com els altres elements (aigua, minerals, sals, ...). Si hi hagués hagut varis inicis de la vida, cada inici hauria, probablement, desenvolupat estratègies diferents.

2) El més probable és que la primera forma de vida primitiva es reproduís d'una forma semblant a la bactèria E.coli i es menjàs la totalitat de la sopa mol·lecular o brou prebiòtic en molt poc temps.

A partir d'aquí s'inicia un llarg procés de reproducció, de mutacions, de selecció natural i de diversificació fins a la diversitat viva actual.

Explicacions:

La complexitat dels éssers vius sols podia tenir dos tipus d'origen: o bé l'atzar o bé la intenció d'un Creador intel.ligent i poderós capaç de disposar els elements d'aquest ordre per a formar les diferents espècies.

Durant els segles XVII i XVIII la resposta era clara: Deu. El sacerdot William Taley havia desenvolupat els arguments de l'ordre diví i de l'adaptació de les espècies (bondat de Deu) a la seva "Teologia Natural". Charles Darwin havia llegit aquest tractat que és l'adaptació: tota espècie, pel fet d'existir està adaptada al seu medi. Pensem en les fetes del topo, les gepes del camell o la trompa de l'elefant, per exemple.

Diversitat dels éssers vius: Carl von Linné (Linneo) va intentar clarificar, posar ordre, a la diversitat dels éssers vius, esperant que la classificació fos un reflex del pla de la creació. Les espècies es poden classificar des dels regnes (animal, vegetal i mineral) fins als individus: regnes, classes, ordres, gèneres i espècies. Organització que es va veure ampliada amb noves categories: filium o família, subfilium, superclasse, infraordre, subespècie... Igualment Linneo és el creador de la nomenclatura binària llatina (gènere i espècie), així moix és Felis Catus. Aquest llenguatge permet la comunicació comprensible entre tots els biòlegs del món.

La classificació de Linneo intentava adaptar-se a una vella idea que es remontava fins Aristòtil: els éssers es poden ordenar en una cadena de complexitat descendent que aniria des del pur esperit fins a la matèria inerta, des de Deu, angels i home fins a les pedres, passant pels mamífers, ovípars (aus, rèptils, amfibis, peixos), animals inferiors (insectes, crustacis) i plantes.

Linneo va identificar unes 10.000 espècies de les que algunes més de la meitat eren vegetals i la resta animals. A l'any 1960 es coneixien 150.0000 espècies entre vegetals i animals de les que més de la meitat són insectes. Actualment es creu que hi ha uns 5.000.000 d'espècies de les que sols unes 50.000 són vertebrats.

A partir de finals del s. XVIII la concepció creacionista havia mostrat una progressiva fragilitat. Molts d'autors intentaren donar una explicació materialista a la vida i diversitat d'espècies.

Georges-Louis Leclerc (Comte de Buffon, 1707-178?) creu en una transformació limitada de les espècies per degeneració: el ximpanzé és un home degenerat, l'ase és un cavall degenerat.

Els fòssils es consideraven fantasies de la naturalesa. Nicolaus Stano (1638-1686) havia proposat que es considerassin com a restes d'éssers vius. Sols a partir de Georges Cuvier (1769-1832) l'estudi dels fòssils es converteix en camp propi de la paleontologia (Charles Lenay; p. 28).

Lamark (1744-1829) explica l'evolució invertint el procés: La naturalesa hauria anat de l'organització més primitiva fins a la més complex: Des de lo unicel.lular fins els mamifers i l'home. la teoria evolutiva de Lamark es fonamenta en tres aspectes: 1) Adaptació al medi, 2) la funció crea l'organ, 3) l'herència dels caracters adquirits (la tesi de les girafes). Les dues darreres afirmacions han estat rebutjades radicalment pels descobriments genètics del s. XX.

Moments importants:

- Primera cèl·lula

- Primers éssers pluricel·lulars

- Animals de cossos durs

- El primer vertebrat

- Els crosopterigis

- Amfibis, rèptils i dinosaures

- Primers mamífers

- Primers primats

- Primers homes

Els inicis de la Intel.ligència:

("El telar Màgico" pp. 21 i ss).

Els avantpassats dels mamífers foren els teràpsids, entre fa 250 Milions d'anys i 200 Milions d'anys (50 Milions d'anys). Foren la forma de vida dominant a la terra. Una forma de vida que deriva evolutivament prest del teràpsid és l'ornitorinc.

Dinosaures: 225 a 60 Milions d'anys. La terra passa un període de temps molt gran en que el clima és suau i la vegetació abundant. D'aqueixa manera el dinosaure prossegueix el seu creixement durant molts d'anys, més de 100 milions, i així sorgeixen animals com:

- Supersaurus: 100 tones.

- Tyranosaurus Rex: Altura de dos pisos. Cuixes de 3,5 m. de diàmetre.

Conseqüentment a això, els teràpsids menguaren en grandària i nombre d'espècies: unes quantes de la grandària d'una rata.

Teràpsids: Proporció del cervell respecte del cos:

- 5 vegades superior al tyranosaurus.

- 20 vegades superior al supersaurus.

Això de la proporció del cervell respecte del cos, com a indicatiu de major intel·ligència, funciona a nivell d'espècie i no a nivell d'individu.

Proporció de cervell utilitzada per al control del propi cos: Els animals molt grans precisen quasi bé tot el cervell per a aquest control. Els animals més intel·ligents utilitzen part del cervell per a aquest control, però tenen una altra part útil per a relacionar, associar i decidir.

Els humans tenim encara (heretada) aquesta capacitat: una emoció o un sentiment evocats per una olor.

L'animal que depèn (per a viure) de la interpretació dels olors precisa un cervell gros (en proporció) amb una memòria important.

També era important un agut sentit de l'audició.

En conjunt: El cervell del mamífer va ser prest superior al del dinosaure.

Desaparició dels dinosaures i fiançament dels mamífers: "El telar màgico". pp 48 a 51.

Primats: Ordre de mamífers euteris (placentaris) integrats pels animals que presenten el nivell més alt de les facultats psíquiques del món animal. Inclou l'home.

Animal: Pes: Grandària del cervell: Pes del cervell:

Supersaurus (dinosaure): 100 tones: taronja: 200 grs:

Balena (mamífer): 100 tones: 50 cm de diàmetre: 9 kgrs:

Explicació: El cervell olfactiu i el cervell visual. "El telar mágico". pag 45.

Póngits: Primats de complexió robusta i extremitats anteriors més desenvolupades que les inferiors: Ximpanzé, goril.la i orangutà.

Lemurs o lemúrids: Subordre primitiu de primats que es separen de la línia evolutiva fa uns 10 milions d'anys.

Gibons: Tipus de mona (primat) d'Indomalassia

Antoni Ramis Caldentey
Psicòleg Humanista Social
Novembre de 2009