Evolución química de la Tierra
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Evolución química de la Tierra. La vida es el resultado de la evolución gradual de la materia inorgánica a la orgánica, y de esta hacia niveles mayores de complejidad, lo cual propició saltos cualitativos que dieron origen a las primeras células y los organismos, que se agrupan en poblaciones y, bajo la acción de las fuerzas evolutivas, se encuentran en un proceso de evolución constante.
La materia se encuentra en constante movimiento y desarrollo; al surgimiento de la vida precedieron la evolución física y la química, que condicionaron el surgimiento de la biológica, pero no se detuvieron con ella, sino que coexisten.
Sumario
Propiedades químicas
Las propiedades químicas de un compuesto están determinadas por la disposición, el número y los tipos de átomos que lo constituyen, dos moléculas pueden contener el mismo conjunto de átomos; pero si están dispuestos de manera diferente, las moléculas tendrán propiedades diferentes. Las diferencias en el tipo de enlace de moléculas que en otros aspectos son similares, tienen especial importancia en la química de la sustancia viva.
Categorías de reacciones
Según la manera en que cambie la estructura del compuesto se distinguen cuatro categorías generales de reacciones:
1. Pueden reunirse dos o más compuestos para formar un único compuesto mayor, entonces se tiene una reacción de síntesis Ej.
CO2 + H2O → H2CO3
2. Un compuesto determinado puede separarse en dos o más de categoría inferior. Ésta es una reacción de descomposición, lo contrario de la síntesis, por Ej.
H2CO3→H2O + CO2
3. Uno o más de los átomos o iones de un compuesto intercambian su lugar con uno o más de los átomos o iones de otro compuesto. Aquí estamos en presencia de una reacción de intercambio, Ej.
H+CL- + Na+OH- →H+OH- (=H2O) + Na+ CL-
4. El número y tipos de átomos de un compuesto pueden conservarse constante pero cambia el modo de enlace de dichos átomos. En este caso es una reacción de reordenación.
En la actualidad se cree que la vida se originó principalmente mediante una serie de reacciones químicas; los átomos se combinaron formando compuestos simples, éstos se combinaron de nuevo formando compuestos complejos, y los compuestos que se formaron finalmente, todavía mucho más complejos, se organizaron a su vez en conjuntos "vivos"
Primeros compuestos
Entre los materiales más ligeros y más abundantes en el gas superficial de la Tierra primitiva se encontraban átomos de hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno. Por consiguiente, al descender las temperaturas para permitir la formación de compuestos, los átomos de estos cuatro elementos desempeñaron un papel importante (no es una coincidencia que en la actualidad, casi el 95% de las sustancias de los seres vivos esté formada por estos cuatro elementos).
Por lo que se conoce de sus propiedades químicas y de su supuesta abundancia relativa en la Tierra primitiva, el H, C, O y N debieron de unirse aproximadamente en media docena de combinaciones diferentes: agua (H2O), metano (CH4), amoníaco (NH3), entre otros, unas permanecieron en la Tierra, otras se evaporaron en las capas superficiales de la misma debido a la atracción gravitacional del planeta. Los demás permanecieron y formaron una atmósfera caliente y gaseosa, con el tiempo, las temperaturas llegaron a ser lo suficientemente bajas para que se licuaran algunos de los gases y para que alguno de los líquidos se solidificara.
Es evidente que los compuestos no son estructuras completamente estables o permanentes, si se les somete a los efectos de cantidades apropiadas de energía pueden experimentar reacciones químicas y convertirse en compuestos diferentes. En el curso de estas reacciones ocurren cambios en el número, tipo y disposición de los átomos de los compuestos que participan en ellas.
Llegaron las lluvias, se formaron los océanos y en ellos se acumularon (CH4), (CO2), (NH3), (compuestos que siguen siendo gases a temperaturas en la que el agua es líquida), sales y sustancias minerales que al principio no estaban presentes pero que son el resultado de la erosión de las montañas por los ríos, derivadas de las erupciones volcánicas, o disueltas del fondo del mar. Este es el acontecimiento clave que hizo posible el ulterior origen de la vida. El agua es el componente esencial de la sustancia viva, las dos terceras partes, y a menudo hasta el 90% o más de la sustancia viva es agua, este papel fundamental del agua en la sustancia viva se debe, primariamente, a dos propiedades de la misma:
- Es el mejor de todos los disolventes posibles, esto significa que es un excelente medio para las reacciones químicas y en ella puede realizarse con mayor rapidez.
- El agua sigue siendo la única fuente útil de hidrógeno y una de las fuentes importantes de oxígeno.
Otro elemento importante lo constituyen los compuestos orgánicos e inorgánicos
Compuestos orgánicos
El Carbono: las combinaciones entre carbonos hacen posible una complejidad y variedad tremendas en la estructura molecular. Las sustancias que contienen carbono presentan más complejidad y variedad que todas las demás sustancias químicas juntas. Compuestos como el metano, reaccionaron con otros muchos compuestos simples existentes y debió de formarse una gran variedad que contenían carbono y como resultado una nueva clase de los mismos con dos o más átomos de carbono unidos. Este hecho es crítico en la historia primitiva de la materia viva, estas combinaciones se presentan casi exclusivamente en la sustancia viva o en materiales procedente de las mismas.
Entre las numerosas variedades de materia orgánica que tuvieron especial importancia en los acontecimientos que tuvieron lugar más adelante se encuentran:
Existen buenas razones para pensar que, bajo la acción de las fuentes primitivas de energía, simples gases y otras materias inorgánicas, estas reaccionaran entre sí y con otras para dar origen a los diversos compuestos orgánicos que se acumularon en los antiguos mares. Dichas sustancias orgánicas no eran muy complejas, pero contenían todas las combinaciones importantes de carbono con carbono. Ésta fue la llave que debía abrir la puerta de la vida, porque hizo posible la ulterior síntesis de moléculas todavía mayores, con esqueletos de mayor número de carbonos y muchas propiedades químicas nuevas.
A partir de aquí se forman 5 grupos que luego tendrían especial importancia en el origen de la vida:
Con la formación de este último, todos los ingredientes básicos para llegar al origen de un ser vivo estaban ya reunidos. Había estado ocurriendo la Evolución química.
La naturaleza de los acontecimientos que siguieron luego se corresponden con la Evolución biológica.
Bibliografía
- Zilberstein Toruncha, José, Miedes Díaz Esther, Portelas Falgueras , Rolando. Biología 5. Duodécimo grado. Parte 1. La vida, Su origen y evolución en la tierra. La Habana. Editorial Pueblo y Educación, 2000.152 pág.
- Weisz B, Paul. La ciencia de la Biología. España. Barcelona. Edic. Omega 1973.
