El origen del Universo
La teoría del Big Bang
Los defensores del big bang sugieren que hace unos 10.000 o 20.000 millones de años, una onda expansiva masiva permitió que toda la energía y materia conocidas del universo (incluso el espacio y el tiempo) surgieran a partir de algún tipo de energía desconocido.
Antes del big bang, según los científicos, la inmensidad del universo observable estaba comprimida en una masa densa y caliente a tan solo unos pocos milímetros de distancia. Este estado casi incomprensible se especula que existió tan sólo una fracción del primer segundo de tiempo. Esta teoría surgió de la observación del alejamiento a gran velocidad de otras galaxias respecto a la nuestra en todas direcciones, como si hubieran sido repelidas por una antigua fuerza explosiva.
Los científicos no pueden saber con exactitud el modo en que el universo evolucionó tras el big bang. Muchos creen que, a medida que transcurría el tiempo y la materia se enfriaba, comenzaron a formarse tipos de átomos más diversos, y que estos finalmente se condensaron en las estrellas y galaxias de nuestro universo presente.
Orígenes de la teoría
Un sacerdote belga, de nombre George Lemaître, sugirió por primera vez la teoría del big bang en los años 20, cuando propuso que el universo comenzó a partir de un único átomo primigenio. Esta idea ganó empuje más tarde gracias a las observaciones de Edwin Hubble de las galaxias alejándose de nosotros a gran velocidad en todas direcciones, y a partir del descubrimiento de la radiación cósmica de microondas de Arno Penzias y Robert Wilson.
El brillo de la radiación de fondo de microondas cósmicas, que puede encontrarse en todo el universo, se piensa que es un remanente tangible de los restos de luz del big bang. La radiación es similar a la que se utiliza para transmitir señales de televisión mediante antenas. Pero se trata de la radiación más antigua conocida y puede guardar muchos secretos sobre los primeros momentos del universo.
La teoría del big bang deja muchas preguntas importantes sin respuesta. Una es la causa original del mismo big bang. Se han propuesto muchas respuestas para abordar esta pregunta fundamental, pero ninguna ha sido probada. Una prueba adecuada de ellas supondría un reto formidable.
El origen del Planeta Tierra
La formación de la Tierra
Hace unos 4.600 millones de años el Sistema Solar estaba en formación y era una nebulosa de polvo y gases que se había condensado en una parte de la Vía Láctea. Parte de esta masa se convirtió en una esfera incandescente, el Sol, y otras masas se formaron a su alrededor, comenzando a orbitar alrededor de él: los planetas. Entre ellos, por supuesto, encontramos la Tierra.
En su origen, la Tierra era simplemente una masa incandescente como el Sol, pero su exterior se fue solidificando poco a poco, hasta dar lugar a la corteza terrestre tal como la conocemos hoy: el suelo que estamos pisando. En el proceso de formación de la Tierra, los volcanes jugaron un papel central, y con sus erupciones hacían que las masas de lava aumentaran el espesor de la corteza, al tiempo que generaban muchísimos gases.
Estos gases se depositaron alrededor de la corteza terrestre y dieron forma a lo que se conoce como Atmósfera I. Esta atmósfera dista mucho de ser la que conocemos hoy, pero los científicos creen que junto a los impactos de meteoritos que llegaron desde el espacio exterior permitieron la formación de agua en estado líquido. Con el paso del tiempo, evolucionó hasta conformar la atmósfera actual. Esta permitió la formación de vida, y aún hoy nos protege de impactos de meteoritos, los vientos solares y nos permite conservar la temperatura y características climáticas de nuestro planeta.
El origen de la Vida
El caldo primordial
En el año 1924 el bioquímico ruso Aleksandr Ivanovich Oparin propuso la teoría sobre el orígen de la vida más aceptada hasta al momento. Oparin hipotetizó sobre el origen de la vida en la Tierra a partir de la evolución química y gradual de moléculas basadas en carbono, hipótesis que llamó el caldo primordial y que aún hoy es considera la hipótesis más correcta y válida capaz de explicar el origen de la vida en nuestro planeta.
La comunidad científica estima que la vida comenzó su existencia en el agua entre 4.400 millones de años —cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez— y 2.700 millones de años —cuando aparecieron los primeros indicios de vida.
Cinco teorías del origen de la Vida
Sabemos que la Vida surgió en los océanos, lo que aún no sabemos es cómo aparecieron esos primeros microbios. No obstante, se han planteado un buen número de teorías, suposiciones e hipótesis acerca de la génesis de la vida terrestre. Aquí podéis ver una selección.
La Teoría de la Fuente Hidrotermal o de ventilación de aguas profundas, sugiere que la vida podría haber comenzado a partir de aberturas submarinas o respiradores hidrotermales debajo del mar, desprendiendo moléculas ricas en hidrógeno que fueron clave para el surgimiento de la vida en la Tierra. Los calientes rincones rocosos de este tipo de formaciones habrían de tener grandes concentraciones de este tipo de moléculas y proporcionar los catalizadores minerales necesarios para las reacciones críticas. De hecho, en la actualidad, este tipo de formaciones submarinas, ricas en energía química y térmica, mantienen con vida a ecosistemas completos bajo agua.
La Teoría Glacial sugiere que hace unos 3.700 millones de años atrás, la Tierra entera estaba cubierta de hielo, ya que la superficie de los océanos se habían congelado a consecuencia de la poca luminosidad del Sol. Esa amplia capa de hielo, seguramente de varios cientos de metros de espesor, sirvió para proteger a los más frágiles compuestos orgánicos de la luz ultravioleta, así como también de cualquier otra amenaza exterior. Ese resguardo, oscuro y frío, también habría ayudado a que las moléculas resistieran más y tuvieran más posibilidades de desarrollar reacciones eficaces importantes para la aparición de la vida.
La Hipótesis del mundo de ARN defiende que el ARN sería capaz de ayudar en la creación tanto de ADN como de proteínas y entonces ser responsable del surgimiento de la vida terrestre. Se fundamenta en el hecho que el ARN puede ser capaz de almacenar información de la misma forma en la que lo hace el ADN, además de funcionar como enzima para las proteínas.
Por lo contrario, La Teoría de los principios simples señala que la vida en la Tierra comenzó a desarrollarse de formas simples y no tan complejas como las del ARN. Así, la vida habría surgido a partir de moléculas mucho más pequeñas que interactuaban entre ellas mediante ciclos de reacción. Según la teoría, estas moléculas habrían de encontrarse en pequeñas y simples cápsulas semejantes a membranas celulares que con el paso del tiempo fueron volviéndose cada vez más complejas.
La Teoría de la Panspermia es una de las más interesantes acerca del origen de la vida en nuestro planeta. De hecho, esta teoría propone que la vida no se originó en la Tierra, sino en cualquier otra parte del vasto universo.
Está más que probado que las bacterias son capaces de sobrevivir en el espacio exterior, en condiciones sorprendentes y durante largos períodos de tiempo. La teoría de la panspermia supone que de esta manera, rocas, cometas, asteroides o cualquier otro tipo de residuo que haya llegado a la Tierra, millones de millones de años atrás, trajo la vida a nuestro planeta. Se sabe que desde Marte, enormes fragmentos de roca llegaron a la Tierra en varias oportunidades y los científicos han sugerido que desde allí podrían haber llegado varias formas de vida.
El replicador
Se cree que entre los compuestos orgánicos simples estarían los bloques con los que se construiría la vida. A medida que aumentaba esta "sopa orgánica", las diferentes moléculas reaccionaban unas con otras. A veces se obtenían moléculas más complejas. La presencia de ciertas moléculas podría aumentar la velocidad de reacción. Esto continuó durante mucho tiempo, con reacciones más o menos aleatorias, hasta que se creó una nueva molécula: el «replicador». Este tenía la extraña propiedad de promover reacciones químicas para conseguir una copia de sí mismo. A partir de aquí fueron evolucionando las células procariótas, eucariotas, los organismos pluricelulares y toda la diversidad de formas de vida que conocemos en la actualidad.
la explosión de las distintas formas de vida
Los primeros organismos unicelulares
Probablemente las primeras células utilizaban moléculas orgánicas (incluso las de otras células) como fuente de energía, eran heterótrofas. Al disminuir el suministro de comida tuvieron que buscar nuevas estrategias. En vez utilizar las moléculas orgánicas libres, que cada vez eran menos abundantes, algunos organismos unicelulares adoptaron la luz solar como fuente de energía. Las estimaciones varían, pero hace unos 3.000 millones de años, algo similar a la actual fotosíntesis se había desarrollado. La fotosíntesis consume el CO2 y agua como materia prima y, con la energía de la luz solar, produce moléculas ricas en energía (los carbohidratos). Además, como desecho de la fotosíntesis se produce oxígeno. Los océanos habrían cambiado el color a verde mientras el oxígeno estaba reaccionando con los minerales presentes en el mar. Cuando cesaron las reacciones, el oxígeno podría finalmente llegar a la atmósfera. El metabolismo combinado de muchas células durante un vasto período transformó la atmósfera terrestre al estado actual.
Los organismos Pluricelulares
Cada vez los organismos unicelulares eran más complejos y mejor adaptados a su entorno. Algunos vivían en colonias, y gradualmente se produjo la división del trabajo, por ejemplo, las células de la periferia podrían haber comenzado a asumir funciones diferentes a las de las existentes en el interior. Aunque la división entre una colonia de células especializadas y un organismo pluricelular no siempre es clara, hace alrededor de 1.000 millones de años las primeras plantas pluricelulares surgieron, probablemente, de las algas verdes. Hace aproximadamente unos 900 millones de años, también habrían evolucionado a animales. Se cree que al principio los organismos pluricelulares serían algo semejante a la actual esponja, en el que todas las células eran totipotentes y un organismo mutilado podría regenerarse. Como la división del trabajo se volvió más completa en los organismos pluricelulares, las células se volvieron más especializadas y más dependientes de las demás; las células aisladas morirían. Tuvieron que pasar muchos años antes de evolucionar hasta los primeros peces con espinas que aparecieron hace 500 millones de años.
La colonización terrestre
La radiación ultravioleta procedente del Sol excitó parte del oxígeno formando ozono, el cual se fue acumulando en una capa cerca de la zona superior de la atmósfera. La capa de ozono absorbía, y absorbe aún, una cantidad significativa de la radiación ultravioleta que, antes, atravesaba sin impedimentos la atmósfera. Esto permitió a los organismos a colonizar la superficie del océano y, en definitiva, la tierra. Sin la capa de ozono, la radiación ultravioleta bombardeando la superficie habría causado niveles insostenibles de mutaciones en las células expuestas. Hace 465 millones de años, de pudieron formar las primeras plantas sencillas en la superficie terrestre, cerca de los océanos. Estas, ayudaron a cambiar la atmósfera al captar el CO2 y producir más oxígeno mediante la fotosíntesis. Los científicos estiman que hace 375 millones de años algunas criaturas marinas aprendieron a arrastrarse y pudieron salir del agua. Aparecían así los anfibios que con sus pulmones podían respirar en el aire. Los siguieron sus descendientes, los reptiles, hace 270 millones de años.
Entre 230 y 65 millones de años es la etapa de apogeo de los grandes saurios, tanto en la tierra (dinosaurios) como en el aire (pterosaurios) y en el agua (ictiosaurios y plesiosaurios).
Las primeras aves aparecieron hace 200 millones de años y hace 100 millones de años se produce una de las extinciones masivas más enigmáticas de la historia de la Tierra, pues los grandes reptiles desaparecen del planeta.
Hace 70-2 millones de años, aparecieron los mamíferos que fueron capaces de colonizar todos los medios.
El origen del hombre
Si la historia de la Tierra estuviera contada en un día, nosotros, los Homo sapiens, apareceríamos 1'7 segundos antes de la medianoche. Somos unos recién llegados. Los Homo sapiens, o humanos modernos, fueron la única especie de homínidos que sobrevivió. Antes, otras especies parecidas lo intentaron sin éxito y se extinguieron, como el Homo de neanderthal.
Homínidos arcaicos
Un pequeño primate homínido africano que vivió hace unos 6 millones de años fue el primero de los animales cuyos descendientes incluyen tanto a los humanos modernos como a sus parientes más cercanos, los bonobos y chimpancés. Muy poco después, hace 4 millones de años, por razones que aún se debaten, una rama extinta de homínidos llamada Australopithecus desarrolló la capacidad de caminar en posición vertical (bipedismo). Vivían en las zonas tropicales de África. El tamaño de su cerebro era comparable al de los grande simios actuales.
El Australopithecus dio origen hace 2 millones de años, a los primeros animales clasificados en el género Homo. Por supuesto, la línea entre diferentes especies o incluso géneros es bastante arbitraria así como los continuos cambios producidos durante generaciones.
El Homo habilis es un homínido extinto que vivió en África entre 2,5 y 1,5 millones de años atrás. Su nombre significa «hombre hábil» y hace referencia al hallazgo de instrumentos líticos probablemente confeccionados por éste. Se han realizado estudios detallados de los restos óseos de sus manos para verificar si realmente sería posible que este Homo los hubiera realizado. Los científicos concluyeron que era capaz de prensión de agarre para realizar las manipulaciones necesarias en la fabricación de utensilios de piedra. El Homo habilis presenta un importante incremento en el tamaño cerebral con respecto a Australopithecus.
La capacidad de controlar el fuego comenzó con el Homo erectus (o el Homo ergaster ) hace aproximadamente 790.000 años o quizás tan pronto como hace 1,5 millones de años. Es más difícil establecer el origen del lenguaje, no está claro si el Homo erectus podía hablar o si esa capacidad empezó con el Homo sapiens. Una de las teorías científicas defiende que con el aumento de tamaño del cerebro que mostraron los Homo erectus, los bebés nacieron antes para poder pasar a través de la pelvis. Como resultado obtuvieron más plasticidad cerebral y, por lo tanto, una mayor capacidad de aprender. Las habilidades sociales se hicieron más complejas, el lenguaje más avanzado y las herramientas más elaboradas. Esto, a su vez, contribuyó a aumentar la cooperación y el desarrollo cerebral.
El Hombre de neandertal (Homo neanderthalensis u Homo sapiens neanderthalensis) es una especie extinta que habitó Europa y partes de Asia occidental desde hace 230.000 hasta 28.000 años atrás. Convivió con los primeros hombres modernos en Europa. La comparación del genoma de los neandertales y los humanos modernos apunta a un origen común de las dos especies y a una hibridación posterior entre ellas hace unos 100.000 años. Su capacidad craneal era comparable o superior a la de los hombres modernos. Los estudios anatómicos y genéticos no han descartado que poseyeran la facultad del lenguaje hablado. Se desconocen las causas exactas de su extinción; entre las hipótesis consideradas, varias guardan relación con la expansión de Homo sapiens sapiens en Eurasia, o por los cambios ambientales ligados a cambios de clima.
Los humanos anatómicamente modernos
Los antropólogos siguen debatiendo como se originó el Homo sapiens, pero en la actualidad la teoría más aceptada es la Hipótesis del origen africano. El origen africano de los humanos modernos está determinado con base en la información sobre la historia de nuestra especie, la cual viene de varias fuentes tales como el registropaleoantropológico, los restos arqueológicos y las inferencias históricas basadas en las diferencias genéticas actuales observadas en los humanos. Aunque estas fuentes de información son fragmentarias, han ido convergiendo en los años recientes en la misma historia general, dando como resultado un origen para el Homo sapiens en el África subsahariana entre hace 140 000 y 200 000 años; lo que se ha dado en llamar la teoría Out of Africa. Si bien el origen africano de los humanos modernos es cada vez más evidente, no hay en realidad una región dentro de África que sea la cuna de la humanidad de manera indiscutible, ya que se han presentado múltiples evidencias que muestran diferencias entre los resultados.
