¿Cómo se convirtió un planeta pequeño y rocoso en un foco único de vida? Todo tiene que ver con un afortunado conjunto de condiciones físicas.
Condiciones físicas para la vida en la Tierra
La vida evolucionó primero en el agua. Sin agua líquida, la Tierra sería un planeta estéril y sin vida. ¿Cómo mantienen las características físicas de la Tierra el agua líquida en la superficie y otras condiciones necesarias para la vida?
La Atmósfera
La masa de la Tierra y la fuerza de la gravedad retienen una atmósfera sobre la superficie terrestre. La atmósfera proporciona recursos gaseosos, como
Dióxido de carbono (necesario para la fotosíntesis)
Oxígeno (necesario para la respiración)
Metano
Nitrógeno
Además, la presión atmosférica ayuda a mantener el agua líquida. Los océanos cubren más del 70% de la superficie de la Tierra, proporcionando hábitats a millones de especies.
Fig. 1 - Las nubes están formadas por gotas de agua líquida suspendidas en la atmósfera. Aíslan a la Tierra de las temperaturas extremas y mantienen el ciclo hidrológico. Unsplash
Insolación
La gama de temperaturas de la Tierra está controlada por la insolación entrante y el efecto invernadero natural. Gases como el dióxido de carbono y el metano atrapan la energía solar en la atmósfera, calentando el planeta. Sin el efecto invernadero natural, la superficie de la Tierra sería unos 30ºC más fría, y la mayoría de las regiones serían incapaces de albergar vida.
Lainsolación es la cantidad de radiación solar que recibe un planeta.
Posición en el Sistema Solar
La posición de la Tierra en el Sistema Solar desempeña un papel importante en la temperatura terrestre. La Tierra se encuentra en la "Zona Ricitos de Oro", manteniendo una distancia moderada al Sol. No es ni demasiado caliente ni demasiado fría. La posición de la Tierra permite temperaturas que soportan el agua líquida y, por tanto, la vida.
Además, el comportamiento orbital de la Tierra influye en la insolación y la temperatura. La Tierra se asienta con una inclinación de 23,5°, gira sobre su eje cada 24 horas y orbita el Sol cada 365 días. La exposición a la radiación solar varía, lo que repercute en la temperatura.
Magnetosfera
La Tierra tiene un núcleo fundido de hierro y níquel. Estos metales producen un campo magnético, conocido como magnetosfera. La magnetosfera de la Tierra desvía la radiación solar y los iones nocivos.
¿Sabías que la magnetosfera desempeña un papel importante en la navegación de los animales? No sólo las aves migratorias: los tiburones, las abejas, los perros y las tortugas marinas pueden orientarse utilizando el campo magnético de la Tierra.
La primera vida en la Tierra
La prueba más antigua de vida en la Tierra procede de los estromatolitos.
Losestromatolitos son rocas estratificadas que se forman cuando los procariotas unen finas películas de sedimentos.
Se cree que estos fósiles están formados porprocariotas fotosintéticos acuáticos , similares a las cianobacterias actuales.
Los estromatolitos más antiguos que se han encontrado tienen 3.500 millones de años y se hallaron cerca de Marble Bar, en la región australiana de Pilbara.
¿De dónde proceden los estromatolitos?
No está claro cómo surgió la vida en la Tierra. Existen tres teorías principales: la sopa primordial, las fuentes hidrotermales de las profundidades marinas y los meteoritos.
La teoría de la sopa primordial
Expresada por primera vez en una carta personal de Charles Darwin, la teoría de la sopa primordial afirma que si se añade energía a los gases de la atmósfera primitiva de la Tierra, se crearían los componentes básicos de la vida en forma de aminoácidos.
Losaminoácidos son moléculas orgánicas que construyen proteínas.
Las fuentes potenciales de energía para la síntesis de proteínas procedían de la caída de rayos o de la radiación ultravioleta, comunes en la Tierra primitiva.
La teoría de la sopa primordial fue puesta a prueba por Miller y Urey en 1953. Añadieron chispas eléctricas (imitando un rayo) a una mezcla de metano, hidrógeno, amoníaco y agua. Este experimento formó biomoléculas orgánicas.
Sin embargo, existen algunas críticas al experimento de Miller-Urey:
No sintetizó todos los aminoácidos que se encuentran en los organismos vivos
No demostró cómo surgió la vida a partir de los aminoácidos
El experimento no tuvo en cuenta otros gases presentes en la atmósfera primitiva.
La teoría de las chimeneas hidrotermales profundas
Alternativamente, la teoría de los respiraderos hidrotermales afirma que los compuestos orgánicos se produjeron por primera vez en los respiraderos hidrotermales de las profundidades marinas. Estos respiraderos del fondo marino calientan el agua y exudan minerales del interior de la Tierra.
Los respiraderosalcalinos tienen un pH elevado (9-11) y liberan agua caliente (40-90ºC). En combinación con la atmósfera volcánica, pudo ser posible la síntesis de moléculas orgánicas.
La teoría de los meteoritos
Algunos científicos creen que las moléculas orgánicas llegaron a la Tierra desde el espacio.
El meteorito Murchison cayó en Australia en 1969. Se analizaron fragmentos del antiguo meteorito y se descubrió que contenían más de 80 aminoácidos. Los aminoácidos no podían ser contaminantes de la Tierra debido a su patrón de isómeros.
La vida en la Tierra antes de los humanos
Cuando los procariotas fotosintéticos evolucionaron, produjeron oxígeno como subproducto durante la fotosíntesis. Durante varios millones de años, el oxígeno se disolvió en el agua. Hace unos 2.700 millones de años, el agua se saturó, por lo que el oxígeno empezó a "gasearse" y a entrar en la atmósfera.
El oxígeno atmosférico aumentó gradualmente durante unos millones de años, y luego se disparó rápidamente. Esta "revolución del oxígeno " tuvo un enorme impacto en la vida. Probablemente causó la extinción de muchos procariotas, pero permitió la fascinante y compleja evolución de los eucariotas.
Los eucariotas aparecieron por primera vez hace 1.800 millones de años, y los primeros eucariotas multicelulares (algas rojas) hace unos 1.200 millones de años.
Fig. 2 - Algas rojas en la costa de Noruega. Unsplash
¿Cómo evolucionaron los eucariotas a partir de los procariotas? Las pruebas actuales sugieren que los eucariotas surgieron por endosimbiosis: una célula procariota engulló una pequeña célula que acabaría evolucionando hasta convertirse en una mitocondria, un orgánulo que se encuentra en todos los eucariotas. La célula engullida es un ejemplo de endosimbionte, una célula que vive dentro de una célula huésped. Con el tiempo, las células pueden haber formado una relación mutuamente beneficiosa.
Los animales de cuerpo blando aparecieron por primera vez hace aproximadamente 600 millones de años, pero no fue hasta la Explosión Cámbrica de hace 543 millones de años cuando los animales se diversificaron repentinamente. Desarrollaron cuerpos duros, nuevas adaptaciones defensivas y ojos compuestos.
Tras la Explosión Cámbrica, los eucariotas empezaron a colonizar la tierra. Los tetrápodos sólo existen desde hace 365 millones de años, y el Homo sapiens desde hace sólo 195.000 años.
Lostetrápodos son vertebrados de cuatro extremidades (incluidas las aves).
Si la historia de la Tierra se escalara para representar una hora, ¡los humanos aparecieron hace menos de 0,2 segundos!
Diferentes formas de vida en la Tierra
Todas las formas de vida se clasifican en uno de cinco reinos:
Procariota (procariotas)
Protoctistas (protoctistas)
Hongos
Plantae (plantas)
Animalia (animales)
Veamos estos reinos con más detalle.
| Característica | Procariotas | Protoctistas | Hongos | Plantas | Animales |
| Tipo de célula | Procariotas | Eucariota | Eucariota | Eucariota | Eucariota |
| Cuerpo | Mayoritariamente unicelular | Unicelular y pluricelular | Multicelular | Multicelular | Multicelular |
| Orgánulos | Ausente | Presente | Presente | Presente | Presente |
| Pared celular | Presente, de peptidoglicano | Presente en algunas especies | Presente, compuesta de quitina | Presente, compuesta de celulosa | Ausente |
| Nutrición | Autótrofa y heterótrofa | Autótrofa y heterótrofa | Heterótrofa | Autótrofo | Heterótrofa |
| Ejemplos | Bacterias | Algas | Levaduras | Flores | Peces |
Los autótrofos producen su propia energía; los heterótrofos deben comer o absorber energía de fuentes externas.
Fig. 3 - ¿Cuántos de los cinco reinos puedes reconocer en esta fotografía? Unsplash
Procariotas frente a Eucariotas
Todos los organismos son procariotas o eucariotas, dependiendo de sus células.
Lascélulas procariotas son pequeñas y sencillas. Carecen de orgánulos unidos a membranas; su ADN se almacena en pequeñas moléculas circulares llamadas plásmidos. La mayoría de los organismos procariotas son unicelulares.
Lascélulas eucariotas son más grandes y complejas. Contienen orgánulos unidos a membranas; su ADN se almacena en cromosomas dentro del núcleo. Los eucariotas pueden ser unicelulares o pluricelulares.
La vida en la Tierra: Cronología
Es difícil resumir miles de millones de años de evolución en una sola tabla, así que aquí tienes algunos puntos clave.
| Hora | Suceso |
| Hace 3.500 millones de años | La vida apareció por primera vez en forma de procariotas fotosintéticos que formaban estromatolitos. |
| Hace 1.800 millones de años | Los eucariotas evolucionaron por primera vez. |
| Hace 1.200 millones de años | Evolucionaron las algas rojas, los primeros eucariotas pluricelulares. |
| Hace 600 millones de años | Aparecieron los animales simples de cuerpo blando. |
| Hace 543 millones de años | La Explosión Cámbrica provocó una rápida diversificación de la vida. |
| Hace 470 millones de años | Las plantas aparecieron por primera vez cuando los organismos empezaron a colonizar la tierra. |
| Hace 365 millones de años | Los tetrápodos evolucionaron por primera vez. |
| Hace 66 millones de años | Gran radiación de mamíferos tras la extinción de los dinosaurios. |
| Hace 5 millones de años | Aparecen los primeros antepasados humanos bípedos. |
| Hace 195.000 años | Evolución delHomo sapiens. |
| Hace 10.000 años | Comenzó la civilización humana. |
Espero que este artículo haya aclarado cómo afectan a la vida las condiciones físicas de la Tierra. La posición única de la Tierra en el Sistema Solar, su atmósfera y su magnetosfera han permitido que las temperaturas mantengan el agua líquida. La vida evolucionó primero en el agua, diversificándose gradualmente y colonizando la tierra.
La vida en la Tierra - Puntos clave
- La Tierra es el único planeta con vida. Su posición en el sistema solar, el comportamiento orbital, la atmósfera, la insolación y la magnetosfera interactúan para proporcionar las condiciones que permiten el agua líquida, necesaria para la vida.
- La vida apareció por primera vez hace 3.500 millones de años en forma de procariotas fotosintéticos.
- La "revolución del oxígeno" de la Tierra primitiva permitió la evolución de los eucariotas, los primeros organismos multicelulares.
- Los animales de cuerpo blando aparecieron hace unos 600 millones de años, y luego se diversificaron rápidamente durante la Explosión Cámbrica. Los humanos modernos sólo aparecieron en los últimos 195.000 años.
- La vida moderna en la Tierra se clasifica en uno de estos cinco reinos: procariotas, protoctistas, plantas, hongos y animales.
1. NASA, ¿Qué es el efecto invernadero?, 2022
2. National Geographic Society, Eje, 2022
3. Neil Campbell, Biología: Un Enfoque Global Undécima Edición, 2018
4. Escuela de Ciencias del Agua, ¿Cuánta agua hay en la Tierra?, USGS, 2019
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