De la Química Prebiótica a la Bioquímica

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Juan Carlos Vega Garzón
Primera edición 2014
De la Química 
Prebiótica a la 
Bioquímica
i
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ii
A Danilo Silva Marshall por su ayuda con la obtención 
de las moléculas, Thanuci Silva, Grace Patricia Keiler y 
Márcio Magrini por sus valiosos comentarios, Carolina 
Ortiz Pineda y Eider Johan Orjuela Arenas por sus 
voces en los audios incluidos en este libro, Miriam 
Janeth Salazar Terreros por la lectura y corrección del 
documento y a Rodrigo Dias Takase y Eduardo 
Galembeck coautores del aplicativo que acompaña este 
libro.
Agradecimientos
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Representación esquemática de la Cisteína - Jmol
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1 Después de todo, no hay que olvidar que los evolucionistas somos como el ave goofus que describió Jorge Luis Borges, que vuela con la cabeza hacia atrás porque no le interesa saber hacia dónde va, sino de donde viene. Antonio Lazcano 2010
Introducción
5
Si partimos de la premisa de que la vida no es más 
que la consecuencia natural de la evolución de la 
energia en las condiciones físicas de nuestro 
universo y que esta fue estructurándose y ganando 
complejidad a través del tiempo, podríamos aplicar 
el siguiente modelo (Vega; 2011):
“La naturaleza parece estar estructurada como un lenguaje. Éste 
presenta letras (los quarks) con las que se construyen palabras (los 
nucleones), con ellos frases (los núcleos), que se estructuran en 
párrafos (los átomos), que se unen para formar capítulos (las moléculas 
simples), que generan los libros (las biomoléculas), que juntos 
constituyen los volúmenes (las células), dando lugar a las enciclopedias 
(los organismos pluricelulares)” (Méndez; 1995).
Este orden de ideas tiene profundas implicaciones 
filosóficas; además, no son ideas nuevas; cito a 
dos de los más eminentes evolucionistas de la 
historia de la ciencia, quienes ya pensaban en la 
hipótesis de la generación espontánea de la vida a 
partir de la materia inorgánica:
“ L a eclosión de lo vivo a partir de lo inanimado representa un 
proceso de desarrollo progresivo de la materia... Entre 
los cuerpos orgánicos debieron aparecer formaciones 
semilíquidas extraordinariamente diminutas, de 
consistencia muy fluida; posteriormente estos 
pequeños cuerpos semilíquidos se convertirían en 
formaciones celulares provistas de receptáculos con 
fluidos en su interior, adquiriendo de esta manera los 
primeros rasgos de organización” (Lamarck 1809; citado 
por Massarini; 2010).
“A menudo se afirma que las condiciones necesarias para la formación 
del pr imer organismo están ahora presentes, como lo 
estuvieron antes. Pero si pudiéramos imaginar la 
existencia de un pe- queño charco caliente en 
donde estuvieran pre- sentes todo tipo de sales 
amoniacales y fosfóri- cas, y hubiera luz, calor, 
electricidad, etc., dis- ponibles, que se pudiera 
formar químicamente una proteína, lista para 
sufrir cambios que la hicieran aún más compleja, 
en nuestros días un c o m p u e s t o a s í s e r í a 
instantáneamente devorado o absorbido, lo cual no hubiera 
ocurrido antes de que surgieran los primeros organismos” (Darwin 1871; 
citado por Lazcano; 2010).
6
El origen de la vida en la tierra primitiva fue 
claramente por generación espontánea (Wong & 
Lazcano; 2009). Los experimentos de Miller y Urey 
en la década de los cincuenta, dieron soporte 
experimental a esta hipótesis de Oparin; y abrieron 
el camino a una nueva ciencia, “la química pre-
biótica”, que se convirtió en una ciencia de frontera 
que se mezclaba y casi diluía en la bioquímica, la 
biología molecular y la exploración espacial. La 
razón para que esto haya ocurrido es que
“La existencia de vida basada en la química de carbono y océanos de 
agua líquida depende esencialmente de propiedades planetarias como 
masa, distancia a la estrella huésped, composición química, presencia 
de campos magnéticos, estabilidad climática, características 
atmosféricas y estabilidad contra catástrofes de tipo planetario. Otros 
factores fundamentales que influyen en la existencia de vida son las 
propiedades estelares, como masa, edad, metalicidad, estado de 
actividad de alta energía y la órbita galáctica” (Porto de Mello; 2010).
Después de esta corta introducción, se describirán 
los procesos y fenómenos que sustentan las 
hipótesis del origen del universo y de la emergencia 
de la vida en el planeta tierra. Partiremos con el 
primer segundo después Big Bang y culmináremos 
en los supuestos necesarios para la aparición de la 
primera célula. A lo largo de la discusión se 
presentaran los argumentos para sustentar la idea 
expuesta por Harold Morowitz de que la vida es más 
una propiedad de los planetas que de los 
organismos.
Referencias.
Lazcano, A. 2010. El origen y la evolución temprana de la vida. En Astrobiología: Del Big 
Bang a las civilizaciones. Montevideo, Uruguay: UNESCO, Oficina Regional de Ciencia para 
América Latina y el Caribe, pp. 249-263.
Vega, JC. 2011. Origen de la vida: la interdisciplinariedad de la astrobiología. Ludus Vitalis, 
vol. XIX, num. 35, pp. 275-278.
Méndez, R. 1995. Del Big Bang a la célula: ¿Cómo se estructuró la materia? En: Vida y cos-
mos: nuevas reflexiones. Montevideo, Uruguay: Ediciones Universitarias de Ciencias 
(EUDECI) Universidad de la República, pp. 9-35.
Massarini, A. 2010. Teoría evolutiva: fundamentos, impactos y debates. En Astrobiología: Del 
Big Bang a las civilizaciones. Montevideo, Uruguay: UNESCO, Oficina Regional de Ciencia 
para América Latina y el Caribe, pp. 265 - 295.
Porto de Mello, G. 2010. Estrellas astrobiológicamente interesantes: criterios modernos para 
la habitabilidad. En Astrobiología: Del Big Bang a las civilizaciones. Montevideo, Uruguay: 
UNESCO,Oficina Regional de Ciencia para América Latina y el Caribe, pp. 77-106.
Alexander Oparin Stanley Miller
2 Esta pregunta hace referencia al origen del universo. Según la teoría actualmente aceptada, el universo se originó en un instante conocido como el Big Bang.
¿Cómo empezó todo?
8
La teoría del Big Bang está sustentada por evidencia 
científica proporcionada por las observaciones del 
astrónomo norteamericano Edwin Hubble, quien 
analizando la luz emitida por las estrellas pudo 
determinar que las galaxias se están alejando, que la 
velocidad a la que lo hacen no es constante, y que 
esta velocidad aumenta proporcionalmente con la 
distancia; en otras palabras, entre más lejos se 
encuentran, más rápido se alejan unas de otras.
Del trabajo de Albert Einstein y Alexander 
Friedmann se desprendian argumentos teóricos 
que mostraban que el universo en su conjunto se 
expandía. 
Georges Lemaitre utilizando las ecuaciones de 
Einstein y Friedmann y la evidencia experimental 
aportada por Hubble propuso que si el universo 
actualmente se está expandiendo, debió existir un 
momento en el tiempo en el cual todo estaba 
confinado en un espacio menor. Lemaitre 
argumentó que si se sigue retrocediendo en el 
tiempo hasta el comienzo del mismo universo todo 
lo que existe se va haciendo cada vez más pequeño 
hasta llegar al mismo instante de la creación. 
Otra evidencia a la teoria del Big Bang fué aportada 
durante la decada de los 60’s, por Arno Penzias y 
Robert Woodrow, quienes descubrieron de manera 
accidental la radiación de fondo de microondas; 
este fenomeno representa el remanente de la 
radiación emitida por un universo mucho más 
caliente y denso, que se fue expandiendo y 
enfriando (Hawking & Mlodinow; 2010). 
Para comprender mejor esta idea, desarrolle la actividad número 1.
9
Un universo en expansión.
Materiales:
1 Globo de goma.
1 Marcador.
1 Regla.
1 Reloj.
Papel y lapiz.
Procedimiento: 
1. Dibuje sobre el globo de goma varios puntos.
2. Elija dos puntos al azar y mida con la regla la distancia entre ellos.
3. Registre la información en una hoja de papel.
4. Infle el globo de goma durante dos segundos.
5. Sin dejar desinflar el globo mida y registre nuevamente la distancia entre los dos 
puntos elegidos inicialmente.
6. Repita el paso 4.
7. Repita el paso 5.
8. Repita nuevamente todo el ejercicio desde el paso 2 hasta el paso 7, eligiendo 
dos puntos diferentes a los elegidos con anterioridad.
9. Imagine que cada punto representa una galaxia y que usted es un habitante de 
uno de sus planetas, y posee la tecnologá para medir la distancia entre galaxias. 
¿Qué puede concluir de este experimento con respecto al origen del universo?
Referencias.
Hawking, S & Mlodinow, L. 2010. El gran diseño. Editorial Crítica. Barcelona.
Actividad 1
3 De manera intuitiva, Demócrito pensaba que si se toma un trozo de materia y se divide secuencialmente, llegará un momento en que ese trozo de materia no se podrá dividir más. A esa porción de materia indivisible Demócrito la llamó átomo.
¿De qué está hecho 
todo?
S i g l o s d e s p u é s , d i v e r s o s e x p e r i m e n t o s 
demostrarían que el átomo no era indivisible. El 
modelo actual muestra al átomo conformado por un 
núcleo que contiene los protones y los neutrones, 
alrededor del cual orbitan los electrones. De esta 
manera, se empezó a pensar que neutrones, 
protones y electrones eran los átomos de 
Demócrito; sin embargo, experimentos posteriores 
demostraron que los protones y los neutrones no 
eran las partículas fundamentales de la materia, 
sino que estaban constituídos por tres partículas de 
menor tamaño denominadas quarks de las que 
existen dos variedades llamadas “quark arriba” y 
“quark abajo”.
11
“Un protón está formado por dos quarks arriba y un quark abajo; un 
neutrón está formado por dos quarks abajo y un quark arriba. Todo lo 
que vemos en la tierra y en el cielo resulta estar hecho de 
combinaciones de electrones, quarks arriba y quarks abajo” (Greene, B; 
2006).
Referencias.
Greene, B. 2006. El universo elegante. Editorial Crítica. Barcelona.
4 Cuando en la década de los 20’s Paul Adrien Maurice Dirac (físico teórico británico) formuló la “Ecuación de Dirac” predijo la antimateria.
¿Sólo de materia está 
hecho todo?
13
La primera evidencia experimental acerca de la 
existencia de la antimateria provino de la utilización 
de la cámara de niebla por el físico norteamericano 
Carl Anderson. Este experimento demostró que las 
predicciones teóricas realizadas por Dirac sobre la 
existencia de una partícula que posee la carga 
positiva del protón y la masa del electrón eran 
ciertas, dicha partícula fue bautizada como positrón, 
antielectrón o electrón positivo. La interacción del 
electrón con el positrón resulta en la aniquilación de 
ambas part ículas generando energía pura 
(Menchaca, A; 1996).
“Cuando el universo tenía 10-12 segundos de edad todas la partículas de 
la materia y la antimateria se aniquilaban a través de colisiones 
incesantes. A medida que el universo proseguía en su expansión y 
enfriamiento, el proceso de creación se torno más lento que el de 
aniquilación; desaparecieron casi todas las partículas y antipartículas. 
De no haber sido por un pequeño exceso de electrones sobre la cuantía 
de antielectrones (positrones), de quarks sobre antiquarks, no habría en 
nuestro universo actual ni electrones, ni quarks, las partículas ordinarias 
del mismo...El exceso de materia sobre antimateria, de una parte en 
10-10, es una de las condiciones iníciales que determinaron el posterior 
desarrollo del universo (Weinberg, S; 1994).
El hecho de que en el acelerador de partículas de la 
Organización Europea para la Investigación Nuclear 
(CERN) se haya logrado producir antimateria y 
mantenerla atrapada dentro de un poderoso campo 
magnético por varios minutos, abre la puerta para 
investigar que origino el excedente de materia que 
permitió al universo disponer de los elementos 
necesarios para la emergencia de la vida.
Referencias.
Menchaca, A. 1996. El discreto encanto de las partículas elementales. Fondo de Cultura 
Económica. México.
Weinberg, S. 1994. La vida en el universo. Investigación y Ciencia. Numero 219. Pags: 6 – 
12.
5 Sabemos que el universo esta hecho de partículas de materia y que estas partículas interactúan para dar origen a átomos y moléculas.
¿Cómo interactúa la 
materia?
15
Según el modelo estándar de física de partículas, 
los fermiones agrupan las partículas de materia y 
los bosones agrupan las partículas de fuerza. En 
pocas palabras los electrones, los quarks arriba y 
los quarks abajo son fermiones que interactúan a 
través de cuatro fuerzas: nuclear fuerte, nuclear 
débil, electromagnética y de gravedad; cada una de 
estas fuerzas está conformada por su propia 
partícula de fuerza asociada. Ver Tabla 1.
Tabla 1. Fuerzas de la naturaleza y sus partículas asociadas 
(Tomado de Greene, B; 2006)
16
En el año 2012 la comunidad científica se maravilló 
con los indicios experimentales del descubrimiento 
del bosón de Higgs, partícula cuya existencia fue 
predicha teóricamente por el modelo estándar, y que 
explicaría como se origina la masa de todas las 
partículas del universo. Sin una partícula que 
explique la masa, el universo no tendría atracción 
gravitatoria y no existirían las estrellas ni los 
planetas, ni siquiera existirían los átomos y por 
ende, tampoco la vida (Casas, A; 2012).
Según Higgs, la teoría de origen de la masa se 
explicaria por la existencia de un campo de energía 
conformado por pequeñas partículas (bosones de 
Higgs), que impregna todo el universo. En este 
campo de energia, conocido como campo de Higgs, 
interactúan todas las partículas del universo, 
golpeando continuamentelos bosones de Higgs. 
Este contacto frena el movimiento de las particulas, 
de la misma forma que ocuriria si tuvieran masa. En 
otras palabras se podría afirmar que una partícula 
es muy pesada por que interactúa fuertemente con 
el bosón de Higgs. Los quarks que forman los 
núcleos atómicos interactúan fuertemente en el 
campo de Higgs, los electrones, sienten menos 
fricción y ganan menos peso y los fotones no 
experimentan ninguna resistencia dentro de este 
campo, por ende no ganan masa y su movimiento 
no se frena, razón por la cual se mueven a la 
velocidad de la luz (Bosman; M & Rodrigo, T; 2012).
“El universo sería un lugar sumamente diferente si las propiedades de la 
materia y de las partículas de fuerza sufrieran algún cambio, aunque 
éste fuera muy moderado. Por ejemplo, la existencia de núcleos 
estables que forman los alrededor de cien elementos de la tabla 
periódica depende directamente de la proporción entre las magnitudes 
de la fuerza nuclear fuerte y la fuerza electromagnética. Los protones 
que se apiñan juntos en los núcleos de los átomos se repelen todos 
ellos electromagnéticamente entre sí; la fuerza nuclear fuerte que actúa 
entre los quarks de que están formados, afortunadamente, logra vencer 
esta repulsión y ata los protones firmemente. Sin embargo, cualquier 
pequeño cambio en las intensidades relativas de estas dos fuerzas 
perturbaría fácilmente el equilibrio existente entre ellas y haría que se 
desintegraran la mayoría de los núcleos atómicos. Aún más, si la masa 
del electrón fuera unas pocas veces mayor de lo que es, los electrones 
y los protones tenderían a combinarse para formar neutrones, 
engullendo los núcleos de hidrógeno (el elemento más sencillo del 
cosmos, ya que su núcleo contiene un único protón) e impidiendo la 
producción de elementos más complejos. La existencia de las estrellas 
17
se basa en la fusión entre núcleos estables y no se formarían si se 
produjeran estas alteraciones en la física fundamental. La magnitud de 
la fuerza de la gravedad también desempeña un papel en la formación 
de las estrellas. La impresionante densidad de la materia en el núcleo 
central de una estrella potencia su horno nuclear y es la base de ese 
resplandor resultante, que es la luz estelar. Si la intensidad de la fuerza 
de la gravedad aumentara, la masa estelar se uniría con más fuerza, 
causando un incremento significativo en la velocidad de las reacciones 
nucleares. Pero, del mismo modo que una bengala resplandeciente 
agota su combustible mucho más rápido que una vela que arde 
lentamente, un incremento en la velocidad de las reacciones nucleares 
haría que estrellas como el Sol se quemaran mucho más rápidamente, 
lo cual tendría, como ya sabemos, un efecto devastador en la formación 
de seres vivos. Por otra parte, si disminuyera significativamente la 
intensidad de la fuerza de la gravedad, la materia no se uniría formando 
bloques, con lo que se impediría la formación de estrellas y galaxias... el 
universo es como es porque las partículas de la materia y de las fuerzas 
tienen las propiedades que tienen” (Greene, B; 2006).
La tabla No 2 muestra el modelo actual de cómo la 
energia fue estructurandose para formar el universo 
que actualmente percibimos.
Tabla 2. La historia del universo de acuerdo al modelo estándar 
(Tomado de: Shaw, A; 2006)
18
Hasta aquí, se ha resumido el marco de referencia 
conceptua l que apoyado por ev idenc ias 
experimentales permite dar razón al cómo y al 
cuándo se originó el universo, al por qué estamos 
hechos de materia y a cómo interactúa la materia; 
ahora se iniciará una línea argumentativa para 
explicar cómo se formó la Vía Láctea, el Sistema 
Solar, el Sol y el planeta Tierra.
Referencias.
Greene, B. 2006. El universo elegante. Editorial Crítica. Barcelona.
Casas, A. 2012. El descubrimiento del bosón de Higgs. Investigación y Ciencia No 43: 13-14.
Shaw, A.M. 2006. Astrochemistry: From Astronomy to Astrobiology. Jhon Weley and Sons 
LTD. England.
Bosman, M & Rodrigo, T. 2012. La busqueda del boson de Higgs. Investigacion y ciencia. 
No. 44: 16-23.
6 Debieron ocurrir una serie de fenómenos para que surgiera la materia que formó las galaxias. El profesor Dieter Rehder (2010) los resume en seis pasos.
¿Cómo se originó el 
lugar al que llamamos 
hogar?
20
1. El desacoplamiento de la gravedad de las otras 
tres fuerzas fundamentales. 
2. La formación y aniquilación de partículas de 
materia y antimateria. 
3. La formación de quarks y gluones. 
4. La formación de neutrones y protones. 
5. La aparición de electrones y fotones. 
6. E l p r o c e s o c o n o c i d o c o m o B i g B a n g 
Nucleosíntesis, en el cual a partir de los quarks 
y electrones se origina el Hidrógeno (H), 
Deuterio, Helio (He) y algunas trazas de Litio y 
Berilio. 
Una vez se cumplieron estos procesos, aparecieron 
las primeras galaxias. En términos generales una 
galaxia se puede definir como un conjunto de 
estrellas, sin embargo, esta definición también debe 
incluir un componente dinámico, es decir, el lugar 
donde nacen y mueren estrellas. 
Las galaxias tienen su origen en nubes de polvo y 
gas denominadas nebulosas, conformadas por 
materia (especialmente H y He). En un comienzó el 
universo en su totalidad era homogéneo, pero por 
un proceso no comprendido completamente, se 
originaron diminutos agregados de materia, zonas 
más densas que otras (Ver figura 1), y es en estas 
zonas donde la materia fue atraída sobre si misma 
por acción de la fuerza de la gravedad. Las nubes de 
gas asi originadas empezaron a contraerse, se 
condensaron y formaron las primeras estrellas.
Tomada por la sonda espacial WMAP; la imagen muestra al universo primigenio, los puntos rojos representan las zonas donde se formaron agregados de 
materia que dieron origen a las galaxias. Fuente: NASA; 2013.
Figura 1. Fondo Cosmico de Microondas.
!
22
El universo primordial solo contenía los elementos 
químicos formados durante la nucleosíntesis de Big 
Bang con mayor proporción de hidrógeno y helio. 
Todos los demás elementos se formaron en las 
reacciones termonucleares de las estrellas y fueron 
reciclados dentro de las galaxias de una generación 
estelar a la siguiente. 
El proceso por lo cual nace una estrella, ocurre 
cuando la gravedad colapsa las nubes de gas y 
polvo y se logra una densidad y temperatura lo 
suficientemente altas para generar energía por 
fusión nuclear. 
Durante la mayor parte de la vida de una estrella la 
fusión nuclear combina núcleos de H para formar 
núcleos de He. Se necesitan cuatro núcleos de H 
para formar un núcleo de He. La energía liberada 
por la estrella se obtiene debido a que el núcleo de 
He tiene menos masa que los cuatro núcleos de H 
utilizados en su formación; esto significa que la 
diferencia de masa del H es convertida y liberada en 
forma de energía de acuerdo con la fórmula de 
E i n s t e i n (Benneett & Shostak; 2012). 
Posteriormente t res 
núcleos de helio s o n 
t r a n s f o r m a d o s en un 
nucleo de Carbono, luego este ultimo en Oxígeno y 
se inicia una cadena que culmina con la formación 
del hierro. 
Las estrellas de mayor masa mueren en una gran 
explosión llamada supernova. En esta explosión 
se alcanzan temperaturas mayores a las logradas 
dentro de las estrellas.
“A estas elevadas temperaturas los núcleos de hierro se desintegrar por 
emisión de fotones... El centro estelar se colapsa repentinamente. Las 
capas superiores de la estrella se quedan sin apoyo y se derrumban 
hacia el centro, donde rebotan con tremanda energia...se produce una 
onda de choque que comprime las capas superiores, disparando una 
larga cadena de reacciones nucleares que genera los elementos más 
pesados que el hierro” (Escalante et al; 2011).
De esta manerase devuelve materia enriquecida 
(elementos más pesados que el hierro) al espacio. 
E = mc2
23
Eventualmente esta materia se mezcla con nubes de 
gas y polvo y por acción de la fuerza de gravedad 
se colapsa formando una nueva generación de 
estrellas, de esta manera se recicla y se enriquece 
la materia del universo.
La Via Láctea “nuestra galaxia” es solo una de 
billones de galaxias en el universo, y se formó por 
e l p r o c e s o d e s c r i t o a n t e r i o r m e n t e h a c e 
aproximadamente 12.000 millones de años.
De acuerdo a la teoría nebular, nuestro Sistema 
Solar se originó alrededor de 4,5 millones de años 
atrás, y se ubica en uno de los brazos exteriores de 
la vía láctea, a dos tercios del centro galáctico. La 
nébula solar presumiblemente empezó como una 
grande y difusa nube de forma esférica, que se 
colapsó por acción de la fuerza de gravedad. Las 
partículas dentro de la nébula solar colisionaban 
unas con otras transformando su energía de 
movimiento en calor; la nube se fue haciendo cada 
vez más caliente cerca del centro, donde se formó 
el Sol, utilizando la mayor cantidad de materia de la 
nébula solar. Los planetas se formaron a partir de 
los pequeños aglomerados de materia restantes. 
Ver tabla 3.
Tabla 3. Resumen de procesos que dieron origen al Sistema Solar 
(tomado y modificado de Benneett & Shostak; 2012)
24
“El fundamento conceptual de nuestro conocimiento acerca del origen 
del sistema solar se debe a los postulados de Kant y Laplace, quienes 
propusieron la hipótesis de coalescencia planetaria a partir de una nube 
de gas y polvo en rotación... la formación de los cuatro mundos 
inferiores (terrestres) del sistema solar a partir 
de la acreción de planetesimos 
de hierro y silicatos en zonas 
m u y p r ó x i m a s d e l a n e b u l o s a 
protoplanetaria...Durante las últimas fases 
d e l a a g r e g a c i ó n p l a n e t a r i a , l o s 
protoplanetas debieron perturbar las orbitas 
de varios planetesimos, que se convertirían 
así en vectores de intercambio de 
materiales. Finalmente, sus superficies 
fueron bombardeadas masivamente por 
meteoros y cometas, que incluirían los 
volátiles que la presión de radiación del 
joven Sol había expulsado con anterioridad 
a las regiones exteriores del sistema solar y 
que, una vez agregados en cuerpos de baja 
densidad, eran atraídos gravitatoriamente 
hacia la estrella. Estos impactores sembraron la tierra con los volátiles 
que habrían de constituir sus atmosfera: Fundamentalmente N2, CO2, y 
H2O, está en cantidad suficiente como para formar extensos océanos” 
(Fairen, A; 2005).
La Tierra es una inmensa roca, formada por un 
tercio de tierra firme, dos tercios de agua, envuelta 
en una delgada atmosfera y con una edad 
aproximada de 4.500 millones de años.
En sus or ígenes la T ie r ra e ra una bo la 
extremadamente caliente, en la cual, rocas y 
metales estaban fundidos. El calor provenia de tres 
procesos diferentes: El primero, la condensación y 
compactación de la materia (el potencial 
gravitacional es convertido en calor), el segundo, 
los isótopos radioactivos aportados por los 
planetesimos que al decaer 
transforman masa en energía 
térmica, y por último, el 
efecto tidal 
de la luna, los 
planetas vecinos y el Sol, que 
c o n v i e r t e n l a e n e r g í a 
mecánica en calor.
E n l o s m o d e l o s d e 
formación planetaria, los 
planetesimos son pequeños 
cuerpos en órbita alrededor 
de las estrella que sufren el 
proceso de acreción por 
colisiones de formas solidas 
( r o c a o h i e l o ) , s o n 
considerados los bloques de 
construcción de los planetas 
terrestres y del centro de los 
p l a n e t a s g i g a n t e s 
(gaseosos). Se asume que 
tienen un tamaño promedio 
de entre 1 y 100 kilómetros 
de radio (Gargaud, M; 2011).
La deformación por efectos 
g r a v i t a c i o n a l e s , t a m b i é n 
llamada elongación tidal es 
proporcional a la masa. Debido 
a que todos los sistemas con 
masa están afectados por las 
influencias gravitacionales, 
nuestro sistema local (Sol-
Tierra-Luna) no está exento a 
ello. En el caso particular del 
s i s tema Tie r ra -Luna , l as 
influencias tidales son las 
causas del movimiento de 
m a r e a d e l o s g r a n d e s 
volúmenes de fluido existentes 
en el planeta (atmósfera, 
océanos, grandes lagos, e 
incluso grandes extensiones de 
arena, nieve, etc.).
La estructuración geofísica de la Tierra, es 
consecuencia del derretimiento ocasionado por las 
altas temperaturas originadas por los tres procesos 
descritos anteriormente. La materia del planeta se 
distribuye de la siguiente manera: Un núcleo interno 
formado mayoritariamente por hierro sólido, 
rodeado por una capa de hierro y níquel que se 
comporta como un material ferro magnético, este a 
su vez está rodeado por una delgada cobertura de 
silicatos denominada manto (Morowitz, H; 2002).
Referencias.
Rehder, D. 2010. Chemistry in Space: From interstellar matter to the origin of life. Wiley-VCH 
Verlag & Co. Germany.
NASA; 2013. Fondo Cósmico de Micro Ondas. Disponible en www.nasa.gov. Consultado 25/
09/2013.
Bennett, J & Shostak, S. 2012. Life in the universe. Third edition. Addison-Wesley. United 
States of America.
Gargaud, M. 2011. Encyclopedia of Astrobiology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Fairen, A. 2005. Astrobiología. 1a edición. Editorial Equipo Sirius. España.
Morowitz, H. 2002. The emergence of everything: how the world became complex. Oxford 
University Press. USA.
escalante, S; Carigi, L & Gasque, L. 2011. El origen de los elementos en tres actos. ¿Cómo 
ves? No 153: 22 - 25.
25
7 La Tierra primitiva tenía ciertas condiciones que permitieron iniciar un largo proceso de evolución química.
¿Qué condiciones tenía la Tierra 
primitiva para permitir la 
evolución química? 
27
La mayoría del Sistema Solar es hostil para la vida 
tal y como la conocemos, y lo mismo puede decirse 
de la Vía Láctea, es decir, existen solo pequeñas 
zonas dentro nuestra galaxia y del Sistema Solar 
que son habitables (González, G et al; 2001).
El centro de la Vía Láctea no es un buen sitio para el 
origen de la vida, debido a la presencia de un 
agujero negro, la explosión de supernovas y 
estallidos de rayos gamma. Por suerte nuestro 
Sistema Solar se encuentra ubicado en la zona de 
habitabilidad galáctica definida como la region de la 
galaxia con las condiciones físicas compatibles con 
el origen, desarrollo y existencia por largos 
periodos de tiempo de la vida como la conocemos. 
Ademas en esta zona de la Vía Láctea existen 
suficientes elementos pesados para formar planetas 
terrestres (Gargaud, M; 2011).
La figura 2 muestra la estructurta de la Vía Láctea.
“La Vía Láctea consta de bulbo (la región central), disco (en donde se 
encuentran los brazos y la barra central, y un halo (de forma 
aproximadamente esférica constituidos por los objetos más antiguos de 
nuestro sistema estelar y que contiene el bulbo y el disco) (Gutiérrez, J; 
2010).
Figura 2. Representación artística de la Vía Láctea donde se aprecian la barra 
central y los brazos espirales (Tomado de Gutiérrez, J. 2010).
28
Nuestro Sol se encuentra ubicado entre los brazos 
de Perseo y Sagitario, sitio de gran presencia de 
elementos químicos más pesados que el H y el He y 
lejos de eventos catastróficos. Ver figura 3.
La tierra se encuentra ubicada en la zona de 
habitabilidad circumestelar, definida como como la 
region alrededor de una estrella donde planetas 
terrestres similares a la tierra en composición y 
masa; con una atmósfera pueden mantener agua 
líquida sobre su superficie (Gargaud, M; 2011). Ver 
Figura 4.
Figura3. Zona habitable de la Vía Láctea (verde) excluye la peligrosa región interna 
y la región externa pobre en metales. Es análoga a la zona habitable (verde) en 
mucha menor escala de nuestro sistema solar. (Tomado de González, G; et al 2001).
Figura 4. Zona habitable Solar (verde). (Tomado de: Majluf; A. 2013).
29
No solo la localización de la Tierra dentro del 
Sistema Solar favorece en teoría los modelos del 
origen de la vida; la presencia de Júpiter, Saturno y 
la Luna también apoyan dichos modelos.
El hecho de tener un planeta con la masa de Júpiter 
en el vecindario, hace que actúe como un escudo 
gravitacional que atrae los cuerpos que de otra 
manera impactarían a la Tierra, generando una 
catástrofe planetaria con profundas consecuencias 
para la vida o los precursores de la misma. 
La presencia de Saturno, el segundo planeta en 
tamaño del Sistema Solar, que compitió por la 
materia durante la formación planetaria previno que 
Júpiter acumulara la masa suficiente para iniciar las 
reacciones de fusión termonuclear. Si este proceso 
hubiese ocurrido, el Sistema Solar tendría dos 
estrellas (muchos científicos llaman a Júpiter “la 
estrella fallida”), un sistema biestelar no permitiría 
el desarrollo de la vida en la Tierra. 
La Luna juega un papel preponderante, debido al 
efecto gravitacional que ejerce sobre la Tierra y que 
mantiene constante el grado de inclinación del eje 
de rotación del planeta. La inclinación es crucial 
para mantener estable el clima y evita una excesiva 
velocidad de rotación que generaría vientos más 
potentes y violentos, con cambios de temperatura 
intensos. La presencia de la Luna le dió a la Tierra 
primitiva la estabilidad en el tiempo para permitir los 
procesos fisicoquímicos que dieron origen a las 
primeras estructuras vivas (Ward, P & Brownlee, D; 
2003). 
30
Hasta ahora, se han discutido los factores 
extrínsecos a la Tierra que tienen implicaciones 
astrobiologicas. A continuación se describirán 
algunos factores intrínsecos con similares 
implicaciones, entre los más destacados se 
encuentran la masa y tamaño del planeta, la 
composición del núcleo que favorece la presencia 
de un campo magnético y el contenido de 
elementos radioactivos que permiten alcanzar una 
temperatura interna adecuada para generar 
movimientos tectónicos.
“La tierra tiene la cantidad suficiente de uranio en su interior para 
generar por radioactividad el calor preciso para agitar el interior del 
planeta y provocar así el movimiento de los continentes, un rasgo 
esencial para la vida por su influencia sobre el reciclaje de los 
elementos y el clima...Todos los planetas de nuestro sistema solar, 
están expuestos a un constante bombardeo de protones, electrones y 
partículas alfa derivados de las coronas estelares conocido como viento 
solar. El viento solar arrastra los componentes volátiles de la atmosfera, 
especialmente el hidrógeno, lo que deshidrata y enfría el planeta...la 
tierra cuenta con un mecanismo de protección frente al viento solar, ya 
que existe un material conductor en su núcleo sometido a fusión y 
agitación térmica, la interface solido liquido de este núcleo metálico en 
rotación funciona como un dinamo capaz de generar un campo 
magnético...como el viento solar está compuesto por partículas 
cargadas eléctricamente, el campo magnético es capaz de desviarlas 
actuando como un autentico escudo contra la radiación (Fairen, A; 
2005). El tamaño y la masa del planeta tierra son importantes ya que de 
ello depende la gravedad con la que el planeta evita que su atmosfera 
se pierda al espacio y la presencia de océanos en su superficie. 
Modelos teóricos siguieren que la masa planetaria mínima debe ser 
superior a algunas veces la masa de Marte para que el planeta sea 
capaz de prevenir la erosión Carbono, Nitrógeno y Oxiíeno de su 
atmosfera en escalas de tiempo de algunos miles de millones de 
años...un límite razonable parece ser algunas masas terrestres, ya que 
para valores superiores que este, un planeta puede retener una masa 
relativa de material volátil tan grande que puede llegar a ser totalmente 
recubierto por océanos. Este hecho puede evitar el cerramiento del ciclo 
carbonato-silicato por la ausencia del intemperismo superficial, ciclo 
crucial que regula el clima a nivel planetario (Porto de Mello, G; 2010).
31
Como vemos, la Tierra primitiva debió reunir una 
serie de condiciones galácticas, estelares, 
geológicas, físico-químicas y geoquímicas que le 
permit ieron echar a andar el proceso de 
estructuración de la materia desde la química 
prebiótica a la bioquímica.
Referencias.
Gutiérrez, J. 2010. La zona habitable galáctica. En Astrobiología: Del Big Bang a las 
civilizaciones. Montevideo, Uruguay: UNESCO, Oficina Regional de Ciencia para América 
Latina y el Caribe, pp. 53-76.
Gargaud, M. 2011. Encyclopedia of Astrobiology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Gonzalez, G; Brownlee, D and Ward, P. 2001. Refuges for life: Hostile Universe. Scientific 
American. Pg: 60 – 67.
Ward, P & Brownlee, D. 2003. Rare Earth: why complex life is uncommon in the universo. 
Copernicus Books Springer-Verlag. United States of America.
Fairen, A. 2005. Astrobiología. 1a edición. Editorial Equipo Sirius. España.
Porto de Mello, G. 2010. Estrellas astrobiológicamente interesantes: criterios modernos para 
la habitabilidad. En Astrobiología: Del Big Bang a las civilizaciones. Montevideo, Uruguay: 
UNESCO, Oficina Regional de Ciencia para América Latina y el Caribe, pp. 77-106.
8 La teoría del Big Bang p r e d i c e q u e e n s u comienzo el universo solo contenía los más simples e l e m e n t o s q u í m i c o s : hidrógeno, helio y mínimas trazas de litio y berilio. Pero en el universo actual e x i s t e n m á s d e 1 0 0 e l e m e n t o s q u í m i c o s , algunos de ellos esenciales para la vida como carbono, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo. Entonces ¿de dónde v in ie ron es tos elementos?
¿Cómo se originaron las 
primeras moléculas 
orgánicas? 
33
La evidencia muestra que fueron formados en las 
estrellas, mediante un proceso conocido como 
nucleosintesis estelar y durante la explosión de una 
supernova. Ver tabla 4. 
Los seis principales elementos biogénicos
 
Una vez lanzados al espacio exterior durante la 
explosión de una supernova, dichos elemento 
pueden interactuar y formar moléculas más 
complejas. Ver tabla 5.
Tabla 5. Ejemplos de moléculas detectadas en las nubes 
moleculares interestelares. Tomado de: Deamer, D; 2011.
Tabla 4. Orígen cósmico de los principales elementos biogénicos 
y geofisicos (contribución en porcentaje). 
Tomado de: Shaw, A; 2006.
H C O N P S
34
El enorme y vasto espacio que existe tanto entre las 
estrellas de nuestra galaxia como entre las galaxias 
contiene, materia en forma de gas y polvo 
homogéneamente distribuida. Los principales 
constituyentes del medio interestelar son partículas 
gaseosas (99%) y polvo (1%). 
L a s p a r t í c u l a s e s t á n r e p r e s e n t a d a s 
mayoritariamente por formas gaseosas de átomos, 
moléculas y radicales libres. El polvo contiene una 
fracción significativa de elementos pesados 
interestelares (carbono y oxígeno). Las especies 
moleculares tienen un tamaño promedio entre dos y 
trece átomos; los más abundantes son el H2 y el 
CO. También se han detectado CH, CN y moléculas 
triatómicas como NH3, H2O y H2CO (Yamada & 
Winnewisser; 2011). La búsqueda de moléculas 
prebióticas en el medio interestelar ha dado sus 
frutos, ya que se ha logrado encontrar el 
aminoácido glicina (Shaw; 2006).
 Primeras moléculas de importancia para la vida., 
 
 
 
H O+ = H2O
C + H CH4=
C O+ = CO CO2
C H N+ + = HCN
C H O HCHO+ + =
N H NH3+ =
35
 
 , 
 
“Las nubes moleculares interestelares contienen granos de polvo 
compuestos de minerales de silicatos, que estan cubiertos por una 
delgada capa de hielo mezclada con otras moléculas simples como 
metanol (CH3OH), amoníaco (NH3) y dióxido de carbono (CO2). Cuando 
el hielo es expuesto a la luz ultravioleta de las estrellas del vecindario, 
se sintetizan moléculas organicas más complejas por reacciones 
fotoquímicas. Durante el estado temprano de formación del Sistema 
Solar, particulas de polvo se agregaron dentro de cometas y 
planetesimales los cuales incorporaron el hielo y el material orgánico; 
luego, estas moleculas se distribuyeron sobre la superficie de planetas 
como la Tierra” (Deamer, D; 2011). 
Referencias.
Shaw, A.M. 2006. Astrochemistry: From Astronomy to Astrobiology. Jhon Weley and Sons 
LTD. England.
Deamer, D. 2011. First Life. University of California Press. USA.
Yamada, K & Winnewisser, G. 2011. Interstellar Molecules. Springer-Verlag. Germany.
P O PO4+ =
S O SO3 SO4
S H H2S
+ =
+ =
9 Las piezas de materia con las que se inicia el proceso tienen su origen en tres estados separados tanto en tiempo como en espacio.
¿Cómo se pasó de la química 
prebiótica a la bioquímica?
37
La síntesis de los elementos químicos más livianos 
H, He y Li (incluyendo sus isótopos) ocurrió justo 
después del Big Bang. La síntesis de los elementos 
intermedios O, N, C, P, S, Fe, entre otros tuvo lugar 
en los procesos de fusión nuclear a nivel estelar. 
Por último, la síntesis de los elementos más 
pesados (peso molecular superior al hierro) se llevó 
a cabo en las explosiones supernova (Rauchfuss, H. 
2008). 
Luego, esta materia debió interactuar en el espacio 
interestelar para dar origen a las moléculas 
orgánicas , que por procesos todavía no 
comprendidos completamente permitieron la 
evolución química hacia las macromoléculas y que 
finalmente culminaron en el origen del primer 
organismo vivo.
La tabla 6 muestra algunos experimentos de 
simulación prebiótica, en donde se han logrado 
obtener moléculas de importancia biológica a partir 
de moléculas encontradas en nubes moleculares 
interestelares.
Tabla 6. Ejemplos de simulaciones prebióticas. Tomado de Deamer; 2011.
38
“El primer problema con el que un científico se enfrenta al estudiar el 
origen de la vida es el de la evolución o surgimiento de la bioquímica a 
partir de la geoquímica, que representa la única química posible anterior 
a la aparición de la vida” (Guzmán, M; 2010).
La Tierra primitiva tenía ciertas condiciones 
necesarias que permitieron a la química prebiótica 
iniciar un largo proceso de evolución química.
“El término evolución química fue introducido por el premio nobel Melvin 
Calvin y hace referencia a el proceso de síntesis de moléculas 
bioquímicamente importantes a partir de pequeñas moléculas y ciertos 
elementos químicos bajo hipotéticas condiciones presentes en la tierra 
prebiótica. Se asume que pequeñas moléculas (bloques de 
construcción) como aminoácidos, ácidos grasos y núcleo bases fueron 
formados inicialmente y que posteriormente se policondensaron para 
originar macromoléculas en un estado posterior de desarrollo” 
(Rauchfuss, H; 2008). Ver figura 5.
Las biomoléculas, a partir de las cuales se 
desarrollaron los primeros sistemas vivos sobre la 
Tierra primitiva pudieron haber tenido varios 
orígenes. Ver figura 6.
1. Los bloques de construcción moleculares 
pudieron haber sido sintetizados en la atmósfera, 
la hidrósfera o la litósfera de la joven Tierra a 
partir de CO, CO2, CH4, H2O, N2 y NH3 (Síntesis 
endógena). 
Figura 6. Modelo de cómo la química prebiótica pudo permitir el origen de 
la vida. Tomado de: Menor-Salvan, C; 2013. 
Figura 5. Evolución química: De biomoléculas a la célula. 
Tomado de Shaw, A.M. 2006. 
39
2. Los bloques de construcción moleculares 
pudieron haber sido traídas a la Tierra por 
meteoritos o cometas del espacio exterior 
(Síntesis exógena).
3. Una combinación de las dos.
Deamer (2011) sugiere posibles reacciones de 
moléculas simples que se combinaron para formar 
los monómeros de la vida.
CO + H = Alcanos, Ácidos grasos.
A partir del HCN se pudo originar la adenina.
Del HCHO se originaron los carbohidratos.
HCN + HCHO = Aminoácidos.
40
La reacción de HCN en presencia H2O y NH3 en 
condiciones diferentes puede dar como resultado 
Aminoácidos y purinas.
 
La reacción de HCHO y fosfatos pueden dar como 
resultado carbohidratos.
 
La reacción de CO en presencia de Hidrógeno, 
Niquel y Hierro conduce a la formación de Ácidos 
grasos.
Una vez generados los monómeros, se dió paso a 
su polimerización para así originar los cuatro tipos 
de moléculas de las que estan hechos todos los 
seres vivos en el planeta Tierra:
1. Carbohidratos.
2. Péptidos y proteínas.
3. Lípidos.
4. Ácidos Nucleicos.
+ =HCH H2O NH3
Adenina
Glicina
+ =HCHO PO4 Ribosa
Níquel - Granos de Hierro
Proceso Fischer - Tropsch
Ácidos 
grasosCO H
41
Referencias.
Rauchfuss, H. 2008. Chemical Evolution and the Origin of Life. Springer-Verlag Berlin 
Heidelberg. Germany.
Guzmán, M. 2010. El camino desde la química prebiótica hacia los ciclos metabólicos. En 
Astrobiología: Del Big Bang a las civilizaciones. Montevideo, Uruguay: UNESCO, Oficina 
Regional de Ciencia para América Latina y el Caribe, pp. 223-247.
Shaw, A.M. 2006. Astrochemistry: From Astronomy to Astrobiology. Jhon Weley and Sons 
LTD. England.
Menor-Salvan, C. 2013. La química del origen de la vida. An. Quim. 109 (2): 121-129.
Deamer, D. 2011. First Life. University of California Press. USA.
Deamer, D & Szostak, J. 2010. The Origins of Life. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 
USA.
10 El origen de la vida todavía no tiene una teoría, pero existen alrededor de una docena de hipótesis.
¿El origen de la vida?
A grandes rasgos, las hipótesis sobre el origen de la 
vida (Ver tabla 7) sobre la tierra primitiva se pueden 
clasificar en dos grupos: 
1. Replicadores primero. 
2. Metabolismo primero. 
Las hipótesis del primer grupo parten de una 
definición genética de la vida, mientras que las del 
segundo grupo lo hacen desde una definición 
termodinámica.
43
Tabla 7. Escenarios propuestos para el origen de la vida. 
Tomado de Deamer; 2011.
44
Según Shapiro (2007), el modelo de replicador 
primordial debe cumplir los siguientes supuestos:
a) Debe existir algún tipo de monómeros que se 
unan entre sí de manera aleatoria para dar lugar a 
una cadena autoreplicante. b) Esta molécula debe 
fabricar múltiples copias de si misma. c) Durante la 
copia, en ocasiones deben ocurrir pequeños 
cambios y producirse mutantes autoreplicantes. d) 
La molécula original y sus mutantes sufren un 
p r o c e s o d e s e l e c c i ó n , f a v o r e c i e n d o l a 
autoreplicación de las que mejor se adapten a las 
condiciones del entorno. e) Finalmente debe surgir 
algún tipo de compartimentalización. 
El mismo autor establece cinco requisitos que se 
deben cumplir para que sea posible un origen 
metabólico de la vida:
1. Formación de una barrera que separe “lo vivo” de 
“lo no vivo”. 
2. Una fuente de energía accesible de tipo 
exotérmico. 
3. La energía liberada debe ser usada en una 
reacción química. 
4. Establecimiento deuna red química que gane 
complejidad y se adapte a los cambios del 
entorno. Esta red química debe incorporar 
material más rápido que su tasa de consumo. 
5. El compartimento debe tener capacidad de 
reproducirse.
Probablemente, la primera entidad sobre la Tierra 
capaz de reproducirse y evolucionar llevando 
consigo información genética fue una molécula 
similar al ARN o relativamente cercana al ADN. La 
evidencia experimental apoya la idea de que una vez 
el replicador pudo entrar a un compartimento 
formado por lípidos similar a la actual membrana 
celular, encontró condiciones más favorables para 
45
replicarse y concentrar los monómeros necesarios 
para su polimerización. Ensayos de laboratorio 
realizados por Ricardo & Szostak; (2009), 
proporcionaron evidencia experimental de que esta 
protocélula era capaz de incorporar monómeros 
lipídicos y aumentar de tamaño para luego dividirse 
y originar una estructura similar a la que le dió 
origen.
En su libro “First Life” (2011) el bioquímico David 
Deamer de la Universidad de California, narra como 
un grupo de cientificos de la NASA logró demostrar 
convincentemente la presencia de aminoácidos en 
el interior del meteorito Murchinson. A su vez, 
Deamer obtuvo una mezcla de moleculas organicas, 
disolviendo fragmentos del meteorito con 
cloroformo y etanol. Al anlizar la muestra al 
microscopio, observó que al mezclar los lípidos 
presentes en el meteorito con agua, se formaron 
espontaneamente vesiculas de tamaño similar al de 
una célula promedio, demostrando de esta manera, 
l a f a c i l i d a d c o n l a c u a l s e p r o d u c e l a 
compartimentalización de las moléculas orgánicas 
en una solución acuosa.
Este mismo autor resume en 11 pasos los procesos 
que pudieron llevar a el origen de la vida.
1. El autoensamblaje de moléculas lípidicas originó 
una membrana que actuó como limite.
2. Las macromoléculas fueron encapsuladas dentro 
de la membrana limite, aunque moléculas más 
pequeñas que actuaban como nutrientes podian 
atravesar esta barrera.
3. Las macromoléculas crecian por la polimerización 
de moléculas nutrientes.
4. La energ ía requer ida para conduci r la 
polimerización estaba contenida en las mismas 
moléculas nutrientes o fue suministrada al 
sistema por procesos metabólicos.
5. La energía fue acoplada a la activación de 
monómeros para la síntesis de polímeros.
46
6. Algunos polímeros fueron seleccionados como 
catalizadores moleculares que incrementaron la 
velocidad de los procesos de crecimiento y la 
catálisis macromolecular se reproducía a sí 
misma durante el crecimiento.
7. La información fue capturada en la secuencia de 
monómeros de un grupo de polímeros.
8. La información fue usada para dirigir el 
crecimiento de los polímeros catalíticos.
9. El sistema macromolecular de membrana límite 
pudo dividirse dentro de estructuras más 
pequeñas.
10. La información genética fue transmitida entre 
generaciones por duplicación de la secuencia y 
heredada a las células hijas.
11. Errores ocasionales (mutaciones) ocurrieron 
durante la replicación o transmisión de la 
información, estableciendose un proceso de 
evolución por selección de variantes dentro de la 
población de células.
Para descargar un modelo 3D de una célula visite el siguiente link: 
Dispositivos iOS: https://itunes.apple.com/br/artist/lte-ib-unicamp/id421224798.
Dispositivos Android: !
https://play.google.com/store/apps/developer?id=Eduardo+Galembeck
Referencias.
Shapiro, R. 2007. A simpler origin of life. Scientific American. 296 (6): 46-53.
Ricardo & Szostak; 2009. Origin of life on Earth. Scientific American. Special Issue: 
Understanding Origins. pg: 54-61.
Deamer, D. 2011. First Life. University of California Press. USA.
https://itunes.apple.com/br/artist/lte-ib-unicamp/id421224798
https://itunes.apple.com/br/artist/lte-ib-unicamp/id421224798
https://play.google.com/store/apps/developer?id=Eduardo+Galembeck
https://play.google.com/store/apps/developer?id=Eduardo+Galembeck
Glosario
Las definiciones fueron tomadas de:
Muriel Gargaud (Editor-in-Chief); Ricardo Amils, 
Jose ́ Cernicharo Quintanilla, Henderson James 
(Jim) Cleaves II, William M. Irvine, Daniele L. Pinti 
and Michel Viso (Eds.). 2011. Encyclopedia of 
Astrobiology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
xlviii
Ácidos grasos: ácidos carboxílicos con una cola alifática que puede ser ramificada 
, saturada o insaturada (Presencia de dobles enlaces). Típicamente tiene de 12 a 36 
carbonos de longitud. Son componentes importantes de la membrana celular, 
regulando su fluidez y permeabilidad. Ademas son moléculas claves para el 
almacenamiento de energía. 
Ácidos nucleicos: largas cadenas de nucleótidos no ramificadas. Cada nucleótido 
a su vez esta constituido por una base nitrogenada, una pentosa (azúcar de 5 
carbonos) y un grupo fosfato. Su principal función es la de almacenar y transmitir la 
información genética.
ADN: (Ácido desoxirribonucleico) polímero encargado de almacenar la información 
genética de los seres vivos. Es un polímero lineal conformado por adenina (A), 
guanina (G), citosina (C), y timina (T). Naturalmente existe en la forma de doble 
hélice.
Aminoácido: moléculas orgánicas que contienen por lo menos un grupo amino 
primario (NH2) y un grupo carboxilo (COOH). 
Antimateria: Cualquier partícula con la misma masa de una partícula ordinaria de 
materia pero con carga eléctrica opuesta.
ARN: (Ácido Ribonucleico) uno de los dos tipos principales de ácidos nucleicos de 
los seres vivos. Su principal función es la de decodificar la información genética.
Astrobiología: ciencia que estudia el origen, evolución y distribución de la vida en el 
universo.
Atmosfera: envoltura gaseosa que ha sido gravitatoriamente capturada por un 
planeta.
Azufre: elemento químico con número atómico 16. Se simboliza por la letra S. Es un 
no metal multivalente. Naturalmente se puede encontrar puro o en forma de sulfatos. 
En los seres vivos se encuentra en los aminoácidos cisteína y metionina.
Bioquímica: estudio químico de la estructura y funciones de los seres vivos 
(DRAE).
Biosfera: término creado por el geólogo Edward Suess para definir la parte superior 
de la litósfera de la Tierra y que está íntimamente ligada con la vida. El biólogo ruso 
Vladimir Vernadsky expandió el concepto a los ciclos geoquímicos de la corteza 
terrestre. En la actualidad se define como la interacción entre todas las formas de 
vida, la litósfera, hidrosfera y atmosfera terrestres.
Campo magnético terrestre: producido por una carga eléctrica en movimiento en 
el núcleo terrestre, es de suma importancia para el planeta ya que desvía las 
partículas cargadas emitidas por el Sol, evitando la erosión de la atmósfera.
Carbono: sexto elemento de la tabla periódica. Se simboliza con la letra C. Es el 
principal componente de los seres vivos en el planeta Tierra.
Carbohidratos: moléculas compuestas por carbono, oxígeno e hidrogeno. Están 
involucrados en la señalización celular, el suministro de energía para el metabolismo 
y en la formación de los ácidos nucleicos.
Catalizadores: compuestos que cambian la velocidad de las reacciones químicas 
pero que no son consumidos en la reacción. Pueden ser metales, superficies 
minerales, enzimas, ribozimas o pequeñas moléculas orgánicas.
Célula: unidad estructural más pequeña capaz de llevar a cabo todas las 
actividades necesarias para la vida. 
Ciclo CNO: serie de reacciones nucleares que ocurren en el interior de las estrellas 
para convertir el hidrógeno en helio, en las que usan carbono, nitrógeno y oxigeno 
como catalizadores. 
Cinturón de Kuiper: Región del sistema solar mas allá de la órbita de Neptuno que 
contiene cuerpos de hieloorbitando alrededor del Sol.
Coacervados: vesículas microscópicas formadas en soluciones coloidales. Fueron 
usadas por Oparin como modelo de células primitivas en su teoría del origen de la 
vida. 
Darwin, Charles: Naturalista británico, autor de la principal teoría evolutiva del siglo 
XIX. 
xlix
Energía: capacidad de un sistema para producir trabajo. Existen muchas formas dif-
erentes de energía (mecánica, eléctrica, química, etc.) y es posible transformar una 
forma en otra siguiendo la ley de la conservación de la energía.
Evolución: cambio de los organismos por variación, con transmisión de la variación 
a la progenie. Eventualmente ocurre algún tipo de selección como resultado de 
condiciones ambientales.
Evolución química: conjunto de reacciones naturales que originaron el primer 
sistema vivo a partir de moléculas sintetizadas abióticamente sobre la Tierra 
primitiva. 
Fermiones: partículas que obedecen el principio de exclusión como los neutrones, 
protones y electrones.
Fondo Cósmico de Microondas: forma de radiación electromagnética que llena 
todo el universo. Considererado como el eco del origen del universo, se constituye 
en la principal evidencia del Big Bang. Fue descubierto en 1965 por Arnol Penzias y 
Robert Wilson.
Fósforo: Símbolo P, número atómico 15. El fósforo forma la base de gran número 
de compuestos, de los cuales los más importantes son los fosfatos. En todas las 
formas de vida, los fosfatos desempeñan un papel esencial en los procesos de 
transferencia de energía, como el metabolismo, la fotosíntesis, la función nerviosa y 
la acción muscular. Los ácidos nucleicos son fosfatos, al agual que cierto número de 
coenzimas. Los esqueletos de los vertebrados están formados por fosfato de calcio.
Galaxia: sistema masivo de estrellas confinado gravitacionalmente, que puede 
incluir también remanentes estelares (enanas blancas, estrellas de neutrones y agu-
jeros negros), gas y polvo. 
Genética: disciplina de la biología que estudia la variación, función y naturaleza 
física del material genético. 
Hidrógeno: Símbolo H, número atómico 1. Es el más ligero y abundante elemento 
químico en el universo. 
Hidrosfera: masa combinada de agua en la atmósfera, superficie e interior de la 
Tierra. 
Isótopos: Dos átomos del mismo elemento químico que tienen el mismo número de 
protones (igual carga) pero diferente número de neutrones (Masa atómica diferente).
Lamarck: Jean-Baptiste de Monet de Lamarck (1744–1829) naturalista francés que 
en 1802 propuso la teoría evolutiva conocida como transformismo. En esta teoría se 
propone que las especies cambian a lo largo del tiempo y que estos cambios son 
ocasionados gracias a la interacción con el ambiente por largos periodos.
Lípidos: grupo de moléculas orgánicas solubles en solventes orgánicos no polares. 
Son esenciales para la vida ya que hacen parte funcional y estructural de la 
membrana celular. 
Litósfera: capa exterior solida, fría y rígida de la corteza terrestre presente tanto en 
el suelo marino como continental.
Membrana: estructura fina formada por una bicapa lipídica que actúa como barrera 
biológica entre el interior y el exterior de las célula y la separa del ambiente.
Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que definen a los organismos vivos 
y que les permiten obtener la energía necesaria para mantenerse vivos.
Metalicidad: conjunto de elementos químicos mas pesados que el helio, en 
estrellas, galaxias o en alguna parte del medio interestelar.
Miller: Stanley Miller (1930–2007), científico estadounidense considerado uno de los 
principales fundadores de la química prebiótica gracias a sus experimentos de 
simulación de las condiciones de la Tierra primitiva. 
Moléculas: conjunto de uniones constituidas por dos o más átomos que forman un 
sistema estable. Pueden contener electrones no apareados (radicales) o estar 
cargadas positiva o negativamente. 
Mundo de ARN: estado temprano en la evolución de la vida que propone al ARN 
como la primera forma de vida y que precedió a el último encentro común universal 
de todos los organismos vivos sobre la Tierra. 
l
Mutación: cualquier cambio heredable en la información genética de los organismos 
vivos. 
Nitrógeno: séptimo elemento de la tabla periódica, simbolizado por la letra N. Es el 
séptimo elemento más abundante en el universo pero el cuarto en importancia 
bioquímica. Hace parte estructural de los aminoácidos y las nucleobases.
Núcleosíntesis: proceso de creación de nuevos núcleos atómicos a partir de los 
núcleos atómicos ya existentes. 
Nucleosínteis primordial: proceso que tuvo lugar dentro de los 20 primeros 
minutos posteriores al Big Bang. En esta época el universo era lo suficientemente 
denso y caliente para permitir la creación de los elementos químicos mas livianos 
(H y He) a partir de neutrones y protones.
Nucleosíntesis estelar: proceso termonuclear que ocurre en el interior de las 
estrellas y que involucra reacciones nucleares a través de las cuales se crean 
nuevos nucleos atómicos a partir de núcleos preexistentes. 
Nucleosíntesis explosiva: creación de nuevos elementos químicos a partir de la 
explosión de una estrella. Se generan debido a la gran cantidad de energía liberada 
durante la explosión que incrementa la temperatura mas allá de la alcanzada en una 
estrella.
Oparin: Alexander Ivanovitch Oparin (1894–1980), científico ruso autor de “el 
Origen de la Vida”, libro en el que describió la evolución de la Tierra y la 
transformación de la materia desde moléculas minerales hasta moléculas orgánicas.
Origen de la vida: en biología evolutiva, la frase origen de la vida se refiere a la 
primera aparición de entidades vivas. La biósfera es vista como una transición 
evolutiva de la “no vida” a la “vida” a partir de la síntesis prebiótica y la acumulación 
de moléculas orgánicas en la Tierra primitiva y que culminó con la emergencia de 
sistemas autosustentables, capaces de replicarse químicamente y sujetos a 
evolución darwiniana.
Oxígeno: elemento químico con número atómico 8, se simboliza con la letra O. Es 
un elemento no metálico altamente reactivo. El oxígeno es de suma importancia 
bioquímica ya que se encuentra haciendo parte de todas las moléculas biológicas. 
Péptidos: polímero formado por uniones covalentes de aminoácidos. De acuerdo 
con el número de aminoácidos que los conforman, se clasifican en oligopéptidos 
(< 10), polipéptidos (10 - 100) y proteínas (> 100). Juegan un papel clave en los 
sistemas vivos haciendo parte estructural y funcional (enzimas) de los mismos.
Planeta: objeto de tamaño moderado lo suficientemente grande para poseer su 
propio campo gravitatorio y orbita una estrella.
Planetas jovianos: Planetas gaseosos gigantes similares en su composición a 
Júpiter.
Planetas terrestres: Planetas rocosos con propiedades similares a la Tierra.
Polímeros: moléculas compuestas por la repetición de monómeros. Los 
biopolímeros son fabricados por las entidades vivas y hacen parte estructural y 
funcional de las mismas. Las proteínas y los ácidos nucleicos son algunos ejemplos 
de biopolímeros.
Protocélula: Cualquier modelo teórico o experimental que involucra un 
compartimento autoensamblado (ej. Vesículas lipídicas) unido a procesos 
bioquimicos.
Protenoides: microesferas formadas cuando una mezcla de aminoácidos es 
calentada en condiciones secas y luego se disuelven en agua.
Química prebiótica: estudio de la síntesis abiótica de compuestos orgánicos 
necesarios para el origen de la vida.
Radioactividad: transformación espontánea e irreversible del núcleo de un átomo.
Replicadores: en astrobiología, se refiere a la habilidad de un sistema químico de 
hacer copias de si mismo sin la necesidad de instrucciones externas.
li
Supernova: explosión de una estrella.
Termodinámica: parte de la física en que se estudianlas relaciones entre el calor y 
las restantes formas de energía (DRAE).
DRAE = Diccionario de la Real Academia Española de la Lengua.
El presente libro hace parte de un aplicativo de Realidad 
Aumentada (RA) para la enseñanza de las hipótesis acerca 
de la evolución de la materia. 
La aplicación es un ambiente U-Learning a la que se puede 
acceder en múltiples dispositivos (ej. Teléfonos Móviles, 
Tabletas y Computadores) tanto en plataformas iOS como 
Android.
Temas como el origen de los elementos químicos, la 
síntesis abiótica de moléculas orgánicas y posibles 
escenarios para la emergencia de la vida son abordados.
El principal objetivo de esta publicación es contribuir a 
que los ciudadanos (legos en materia científica) adquieran 
una herramienta pedagógica y divertida para la 
aproximación a uno de los grandes enigmas de la ciencia 
¡El Origen de la Vida!