EVOLUCIÓN DE LA TIERRA
La historia
de la Tierra abarca
aproximadamente 4.600 millones de años (Ma),
desde su formación a partir de la nebulosa protosolar. Ese
tiempo es aproximadamente un tercio del total transcurrido desde el Big Bang, el
cual se estima que tuvo lugar hace 13.700 Ma. Este artículo es un resumen de
las principales teorías científicas de la evolución de nuestro planeta a lo
largo de su existencia.
ORIGEN
El
origen de La Tierra es el mismo que el del Sistema Solar. Lo que terminaría siendo el Sistema
Solar inicialmente existió como una extensa mezcla de nubes de gas,
rocas y polvo en rotación. Estaba compuesta por hidrógeno y helio surgidos en el Big Bang, así
como por elementos más
pesados producidos por supernovas. Hace unos 4.600 Ma, una estrella cercana
se transformó en supernova y su
explosión envió una onda de choque hasta la nebulosa protosolar incrementando
su momento angular. A medida que la nebulosa empezó a
incrementar su rotación, gravedad e inercia, se aplanó conformando un disco
protoplanetario (orientado
perpendicularmente al eje de rotación). La mayor parte de la masa se acumuló en
su centro y empezó a calentarse, pero debido a las pequeñas perturbaciones del
momento angular y a las colisiones de los numerosos escombros generados,
empezaron a formarse protoplanetas. Aumentó su velocidad de giro y
gravedad, originándose una enorme energía cinética en el
centro. La imposibilidad de transmitir esta energía a cualquier otro proceso
hizo que el centro del disco aumentara su temperatura. Por último, comenzó la fusión nuclear: de hidrógeno a helio, y al final, después de su contracción, se
transformó en una estrella T Tauri: el Sol. La gravedad producida por la condensación de la materia –que
previamente había sido capturada por la gravedad del propio Sol–, hizo que las
partículas de polvo y el resto del disco
protoplanetario empezaran
a segmentarse en anillos. Los fragmentos más grandes colisionaron con otros,
conformando otros de mayor tamaño que al final formarían los protoplanetas.3 Dentro
de este grupo había uno situado aproximadamente a 150 millones de km del centro: la Tierra. El viento solar de la
recién formada estrella arrastró la mayoría de las
partículas que tenía el disco,
condensándolas en cuerpos mayores.
Representación artística de un
disco protoplanetario.
LA
LUNA
El origen de la Luna es incierto, aunque existen evidencias que apoyan la Hipótesis
del gran impacto. La Tierra pudo no haber sido el
único planeta que se formase a 150 millones kilómetros de distancia al Sol.
Podría haber existido otro protoplaneta a la misma distancia del Sol, en el
cuarto o quinto punto de
Lagrange. Este planeta llamado Theia se estima que sería más pequeño que la actual Tierra, probablemente del
mismo tamaño y masa que Marte. Iba oscilando tras la Tierra, hasta que finalmente chocó con esta hace
4.533 Ma.4 La baja velocidad relativa y el choque oblicuo no fueron suficientes
para destruir la Tierra, pero una parte de su corteza salió disparada al
espacio. Los elementos más pesados de Theia se hundieron hacia el centro de la
Tierra, mientras que el resto se mezcló y condensó con el del la Tierra. Esta órbita pudo ser la primera estable, pero el choque de ambos desestabilizó a la
Tierra y aumentó su masa. El impacto cambió el eje de giro de la Tierra,
inclinándolo hasta los 23,5º; siendo el causante de las estaciones (el modelo ideal de los planetas
tendría un eje de giro sin inclinación, paralelo al del Sol, y por tanto sin
estaciones).
La parte que salió
despedida al espacio (la Luna), bajo la influencia de su propia gravedad se
hizo más esférica y fue capturada por la gravedad de la Tierra.
Animación (no a escala) de Theia en la formación de la
Tierra en el punto L5 y entonces, perturbado
por la gravedad, chocó y se formó la Luna. La animación progresa suponiendo que
la Tierra se mantiene inmóvil. La vista es desde el polo sur.
LA VIDA
Los detalles del origen de la
vida se desconocen, aunque se han establecido unos principios generales. Hay
dos teorías sobre el origen de la vida. La primera defiende la hipótesis de la
"panspermia", y sugiere que la materia
orgánica pudo haber llegado a la Tierra desde el espacio,5 mientras que otros argumentan que tuvo origen terrestre. En cambio, es
similar el mecanismo por el cual la vida surgió.
Si la vida surgió en la Tierra quizás
hace unos 4.000 Ma, aunque el cálculo de cuando comenzó es bastante especulativo. Generada
por la energía química de la joven Tierra, surgió una molécula (o varias) que
poseía la capacidad de hacer copias similares a ella misma –el «primer replicador»-. La naturaleza de esta
molécula se desconoce. Esta ha sido reemplazada en funciones, a lo largo del
tiempo, por el actual replicador: el ADN. Haciendo copias
de sí mismo, el replicador funcionaba con exactitud, pero algunas copias
contenían algún error. Si este cambio destruía la capacidad de hacer nuevas
copias, no podía hacer más y se extinguía. De otra manera, algunos cambios
harían más rápida o mejor la réplica: esta variedad llegaría a ser numerosa y
exitosa. A medida que aumentaba la materia viva, la "comida" iba
agotándose, y las «cadenas» explotarían nuevos materiales, o quizás detenía el
progreso de otras «cadenas» y recogía sus recursos, llegando a ser más
numerosas.
Se han propuesto varios modelos para
explicar cómo podría desarrollarse el replicador. Se han propuesto diferentes
cadenas, incluidas algunas como las proteínas modernas, ácidos nucleicos, fosfolípidos, cristales, o incluso sistemas cuánticos. Actualmente no hay forma de
determinar cuál de estos modelos pudo ser el originario de la vida en la
Tierra. Una de las teorías más antiguas, en la cual se ha estado trabajando
minuciosamente, puede servir como ejemplo para saber cómo podría haber
ocurrido. La gran energía de los volcanes, rayos, y la radiación ultravioleta podrían haber ayudado a desencadenar las reacciones químicas produciendo
moléculas más complejas a partir de compuestos simples como el metano y el amoníaco. Entre estos 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 bastante 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, con lo que comenzó realmente la evolución. Se han postulado otras
teorías del replicador. En cualquier caso, el ADN ha reemplazado al replicador.
Toda la vida conocida (excepto algunos virus y priones) usan el ADN como su replicador, de forma casi idéntica.
El replicador más conocido es el ácido desoxirribonucleico. El ADN es
bastante más complejo que el replicador original y el proceso de replicación
está altamente elaborado.
LA
FOTOSÍNTESIS Y EL OXIGENO
La
moderna Taxonomía clasifica la vida en tres dominios. El momento del origen
de estos dominios es teórico. El dominio Bacteria fue probablemente el
primero que se separó de las otras formas de vida (que a veces se agrupan en Neomura), pero esta suposición
es controvertida. Después de esto, hace 2.000 Ma, Neomura se dividió dando
lugar a los otros dos dominios, Archaea (arqueas)
y Eukaryota (eucariotas). Las células
eucarióticas son más grandes y más complejas que las procarióticas (bacterias y arqueas), y el origen de su
complejidad sólo ahora está saliendo a la luz. Sobre este período una pequeña proteo
bacteria alfa relacionada
con las actuales Rickettsia se introdujo en una
célula procariota más grande. Tal vez fue un intento de ingestión por parte de
la célula grande que falló (debido a la evolución de las defensas de la pequeña
proteo bacteria). Tipos llegaron a ser uno dependiente del otro: la célula más
grande no podrían sobrevivir sin la energía producida por las más pequeñas, y
estas, a su vez, no podrían sobrevivir sin la materia prima proporcionadas por
la célula mayor. La simbiosis que
se consiguió, entre las células más grandes y del grupo de células más pequeñas
que estaban en su interior, fue tal que se considera que se han convertido en
un solo organismo, las células más
pequeñas están clasificadas como orgánulos llamados mitocondrias. Algo parecido pasó con
la fotosíntesis de lascyanobacteria Entrando en la células heterótrofas más grandes y llegando a
ser cloroplastos. Probablemente como
resultado de estos cambios, un grupo de células capaces de realizar la
fotosíntesis se separó de las demás eucariotas hará unos 1.000 Ma. Las peroxisomasy spirochaetes también dieron lugar a
los cilios y flagelos, y quizás a un virus ADN; además de dar lugar al núcleo celular, aunque
ninguna de estas teorías es generalmente aceptada. Durante este período, se
cree que ha existido un súper continente llamado Columbia, probablemente, hace
alrededor de 1.800 a 1.500 Ma, es el súper continente más antiguo.
El
aprovechamiento de la energía solardio lugar a varios de los mayores
cambios de la vida en la Tierra.
