Tarjetas de investigación de la Tierradel sistema solar a la vida compleja
Todas las tarjetas de investigación de las eras 5 a 8 del juego, del sistema solar al origen de la vida y la vida compleja, con año, autores, revista y título del artículo.
Cada ficha de investigación del juego corresponde a un artículo real publicado. Esta página cubre la sección de la Tierra: de la era 5 a la era 8, desde la formación del Sistema Solar, pasando por el origen de la vida, hasta la vida compleja, más de treinta fichas en total. Las ordenamos en siete grupos. Cada entrada dice en una frase qué se descubrió, con la fuente entre paréntesis (autores, Revista año).
Cómo se formaron la Tierra y la Luna
- Los isótopos de plomo de los meteoritos fijaron la edad de la Tierra en unos 4550 millones de años. Para eliminar la contaminación por plomo, quien hizo la medición ayudó después a impulsar la prohibición de la gasolina con plomo (Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta 1956).
- Los productos de desintegración del aluminio-26 en los meteoritos muestran que cerca acababa de morir una estrella cuando nació el Sistema Solar (Lee, Papanastassiou y Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters 1977).
- Las simulaciones por computadora mostraron que un cuerpo del tamaño de Marte golpeó la Tierra en ángulo y los restos se juntaron para formar la Luna (Canup y Asphaug, Nature 2001).
- Júpiter migró en su día hacia dentro y luego Saturno lo "tiró de vuelta", devorando por el camino la materia prima de Marte. Por eso Marte es tan pequeño (Walsh et al., Nature 2011).
- Una violenta sacudida de las órbitas de los planetas gigantes lanzó muchos cuerpos pequeños al Sistema Solar interior y causó el Bombardeo Intenso Tardío (Gomes, Levison, Tsiganis y Morbidelli, Nature 2005).
- Un grano de circón del tamaño de un grano de arena muestra que la Tierra pudo tener agua líquida solo unos 150 millones de años después de formarse (Wilde, Valley, Peck y Graham, Nature 2001).
Planetas más allá del Sistema Solar
- Se encontró un planeta gigante alrededor de 51 Pegasi, que orbita su estrella en 4 días. El Sistema Solar dejó de ser único, y los descubridores ganaron el Nobel de 2019 (Mayor y Queloz, Nature 1995).
- El telescopio Kepler busca mundos nuevos por el leve oscurecimiento cuando un planeta cruza su estrella, y llegó a encontrar miles (Borucki et al., Science 2010).
- Siete planetas del tamaño de la Tierra se agolpan alrededor de una pequeña estrella enana roja, y algunos podrían tener agua líquida (Gillon et al., Nature 2017).
De dónde vinieron las materias primas de la vida
- Un estudiante de posgrado selló agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un matraz, le hizo pasar chispas y obtuvo los aminoácidos que forman las proteínas (Miller, Science 1953).
- Se hallaron aminoácidos de origen no terrestre en el meteorito Murchison, así que las materias primas de la vida pueden ser comunes en el universo (Kvenvolden et al., Nature 1970).
- Encontró una ruta química más "natural" que construye componentes del ARN directamente en condiciones primitivas (Powner, Gerland y Sutherland, Nature 2009).
- Los ecosistemas alrededor de las fuentes hidrotermales de aguas profundas viven sin luz solar, lo que dio al origen de la vida un nuevo candidato de lugar (Corliss et al., Science 1979).
El mundo de ARN
- El ARN puede catalizar reacciones como una enzima, así que el ARN es a la vez información y herramienta. El trabajo ganó el Nobel de 1989 (Kruger, Cech et al., Cell 1982).
- La parte de una enzima que realmente hace la catálisis es ARN, no proteína (Guerrier-Takada, Altman et al., Cell 1983).
- La vida más temprana pudo estar hecha por completo de ARN, y el ADN y las proteínas se añadieron después (Gilbert, Nature 1986).
- Dos enzimas de ARN se copiaron una a otra y siguieron creciendo en número de forma exponencial, un paso hacia la "vida molecular" (Lincoln y Joyce, Science 2009).
- El núcleo del ribosoma, donde se fabrican las proteínas, es ARN. Es evidencia directa que quedó del mundo de ARN, y el trabajo ganó el Nobel de 2009 (Nissen et al., Science 2000).
El Árbol de la Vida y el ancestro común
- La comparación del ARN ribosómico mostró que las "bacterias" eran en realidad dos tipos de vida muy distintos, y las arqueas pasaron a ser su propia rama (Woese y Fox, PNAS 1977).
- El Árbol de la Vida se redibujó con tres dominios: Bacteria, Archaea y Eukaryota (Woese, Kandler y Wheelis, PNAS 1990).
- Las mitocondrias y los cloroplastos fueron bacterias de vida libre. Tras ser tragadas, pasaron a ser parte de la célula. Cuando se propuso la idea, más de una docena de revistas la rechazaron (Margulis, publicada como Sagan, Journal of Theoretical Biology 1967).
- El ancestro común de toda la vida pudo vivir cerca de fuentes hidrotermales de aguas profundas, calientes, sin oxígeno y ricas en hidrógeno (Weiss et al., Nature Microbiology 2016).
- Lokiarchaeum, hallada en sedimento de aguas profundas, lleva muchos genes que antes se creía exclusivos de los eucariotas (Spang et al., Nature 2015).
- El ADN es una doble hélice, y su emparejamiento de bases sugiere cómo se copia la información genética (Watson y Crick, Nature 1953).
Oxígeno, hielo y los fósiles más antiguos
- El oxígeno del aire no llegó de golpe. Subió en un proceso largo, de idas y vueltas (Lyons, Reinhard y Planavsky, Nature 2014).
- Hace unos 700 millones de años la Tierra pudo estar casi por completo cubierta de hielo (Hoffman et al., Science 1998).
- Las rocas de Groenlandia pueden conservar estructuras microbianas de 3700 millones de años, aunque esta lectura sigue en disputa (Nutman et al., Nature 2016).
- El fósil de un alga roja antigua muestra que la reproducción sexual y la vida multicelular tienen al menos 1000 millones de años (Butterfield, Paleobiology 2000).
- Las moléculas parecidas al colesterol conservadas en fósiles de Dickinsonia prueban que este misterioso organismo era un animal (Bobrovskiy et al., Science 2018).
- Los hallazgos de Myllokunmingia y Haikouichthys en Chengjiang, Yunnan, adelantaron la historia de los vertebrados al Cámbrico temprano (Shu et al., Nature 1999).
Evolución, extinción y dinosaurios
- La teoría de la selección natural fue publicada conjuntamente por Darwin y Wallace, y El origen de las especies salió al año siguiente (Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858).
- Las especies pueden mantenerse estables durante mucho tiempo y luego cambiar rápido en poco tiempo, en lugar de evolucionar a un ritmo constante (Eldredge y Gould, Models in Paleobiology 1972).
- Los científicos predijeron en qué capas de roca debía haber un fósil de transición y luego encontraron Tiktaalik en el Ártico canadiense (Daeschler, Shubin y Jenkins, Nature 2006).
- Los ancestros de las ballenas eran animales terrestres con pezuñas que corrían por tierra y están emparentados con los hipopótamos (Thewissen et al., Nature 2001).
- Las capas de roca del final del Cretácico contienen niveles inusualmente altos de iridio, lo que llevó a inferir que un asteroide había chocado contra la Tierra (Alvarez et al., Science 1980).
- Bajo la península de Yucatán, en México, hay un cráter de unos 180 km de ancho, que coincide con el asteroide responsable (Hildebrand et al., Geology 1991).
- La extinción del final del Pérmico pudo durar solo unos 60 000 años, lo que concuerda con la actividad volcánica de Siberia (Burgess, Bowring y Shen, PNAS 2014).
- Los dinosaurios tuvieron plumas antes de que aparecieran las aves (Ji, Currie, Norell y Ji, Nature 1998).
- Archaefructus, de Liaoning, se tomó por una de las plantas con flor más antiguas, aunque su edad se revisó después al Cretácico temprano (Sun et al., Science 1998).
Base real
El primer exoplaneta: Se halló un planeta gigante alrededor de 51 Pegasi, que le da la vuelta a su estrella en 4 días. El sistema solar dejó de ser único. Premio Nobel 2019.
Fuente:Mayor & Queloz, Nature 1995, "A Jupiter-mass companion to a solar-type star"
Nacimiento de la Luna: Las simulaciones por computadora muestran que un cuerpo del tamaño de Marte golpeó la Tierra de refilón y los restos se juntaron para formar la Luna.
Fuente:Canup & Asphaug, Nature 2001, "Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation"
El modelo de Niza: Una violenta reorganización de las órbitas de los planetas gigantes lanzó muchos cuerpos pequeños al sistema solar interior y causó el Bombardeo Intenso Tardío.
Fuente:Gomes, Levison, Tsiganis & Morbidelli, Nature 2005, "Origin of the cataclysmic Late Heavy Bombardment period of the terrestrial planets"
El Grand Tack de Júpiter: Júpiter migró una vez hacia adentro y Saturno lo «jaló» de vuelta, y por el camino se comió la materia prima de Marte, por eso Marte es tan pequeño.
Fuente:Walsh et al., Nature 2011, "A low mass for Mars from Jupiter's early gas-driven migration"
El océano de hace 4400 millones de años: Un circón del tamaño de un grano de arena sugiere que la Tierra pudo tener agua líquida apenas unos 150 millones de años después de formarse.
Fuente:Wilde, Valley, Peck & Graham, Nature 2001, "Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago"
La edad de la Tierra: Patterson usó isótopos de plomo de meteoritos para fechar la Tierra en unos 4550 millones de años. Para eliminar la contaminación por plomo, impulsó después la prohibición de la gasolina con plomo.
Fuente:Patterson, Geochimica et Cosmochimica Acta 1956, "Age of meteorites and the earth"
El enigma del aluminio-26: Los productos de desintegración del aluminio-26 en los meteoritos muestran que cerca de allí acababa de morir una estrella cuando nació el sistema solar.
Fuente:Lee, Papanastassiou & Wasserburg, The Astrophysical Journal Letters 1977, "Aluminum-26 in the early solar system: Fossil or fuel?"
Siete planetas templados: Siete planetas del tamaño de la Tierra se apiñan alrededor de una pequeña enana roja, y varios podrían tener agua líquida.
Fuente:Gillon et al., Nature 2017, "Seven temperate terrestrial planets around the nearby ultracool dwarf star TRAPPIST-1"
Kepler: El telescopio Kepler miró fijamente un trozo de cielo y buscó mundos nuevos por el leve oscurecimiento al pasar los planetas por delante; al final encontró miles.
Fuente:Borucki et al., Science 2010, "Kepler planet-detection mission: introduction and first results"
El experimento de Miller-Urey: Un estudiante de posgrado selló agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un matraz y siguió dándole chispas, y obtuvo los aminoácidos que forman las proteínas.
Fuente:Miller, Science 1953, "A production of amino acids under possible primitive earth conditions"
Nucleótidos sin enzimas: Se halló una ruta química más «natural» para fabricar directamente componentes del ARN en condiciones primitivas.
Fuente:Powner, Gerland & Sutherland, Nature 2009, "Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions"
ARN que se corta a sí mismo: Cech descubrió que el ARN puede catalizar reacciones como una enzima. El ARN es a la vez información y herramienta. Premio Nobel 1989.
Fuente:Kruger, Cech et al., Cell 1982, "Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena"
Ribonucleasa P: Altman descubrió por su cuenta que la parte de una enzima que realmente cataliza es ARN, no proteína.
Fuente:Guerrier-Takada, Altman et al., Cell 1983, "The RNA moiety of ribonuclease P is the catalytic subunit of the enzyme"
Mundo de ARN: Gilbert propuso que la vida más antigua pudo estar hecha por completo de ARN, y que el ADN y las proteínas se añadieron después.
Fuente:Gilbert, Nature 1986, "Origin of life: The RNA world"
ARN autorreplicante: Dos enzimas de ARN se copian entre sí y su número puede seguir creciendo de forma exponencial, un paso más hacia la «vida molecular».
Fuente:Lincoln & Joyce, Science 2009, "Self-sustained replication of an RNA enzyme"
Aminoácidos en el espacio: En el meteorito de Murchison se hallaron aminoácidos de origen extraterrestre. Las materias primas de la vida podrían ser comunes en el universo.
Fuente:Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"
El ribosoma es una ribozima: El núcleo de la síntesis de proteínas del ribosoma es ARN, una prueba directa que dejó el mundo de ARN. Premio Nobel 2009.
Fuente:Nissen, Hansen, Ban, Moore & Steitz, Science 2000, "The structural basis of ribosome activity in peptide bond synthesis"
Fuentes termales del fondo marino: Alrededor de las fuentes termales del fondo marino existen ecosistemas que no dependen de la luz solar, y eso da un nuevo lugar candidato para el origen de la vida.
Fuente:Corliss et al., Science 1979, "Submarine thermal springs on the Galápagos Rift"
Un tercer tipo de vida: Al comparar el ARN ribosómico se vio que las «bacterias» en realidad son dos tipos de vida muy distintos, y las arqueas pasaron a ser una rama propia.
Fuente:Woese & Fox, PNAS 1977, "Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: The primary kingdoms"
El sistema de tres dominios: El árbol de la vida se volvió a dividir en tres dominios: Bacterias, Arqueas y Eucariotas.
Fuente:Woese, Kandler & Wheelis, PNAS 1990, "Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya"
Teoría endosimbiótica: Margulis propuso que las mitocondrias y los cloroplastos fueron bacterias independientes que fueron tragadas y pasaron a ser parte de la célula. Más de una docena de revistas la rechazaron.
Fuente:Sagan (Margulis), Journal of Theoretical Biology 1967, "On the origin of mitosing cells"
El hogar de LUCA: Si se retrocede a partir de los genes actuales, el ancestro común de toda la vida pudo vivir cerca de chimeneas del fondo marino calientes, sin oxígeno y ricas en hidrógeno.
Fuente:Weiss et al., Nature Microbiology 2016, "The physiology and habitat of the last universal common ancestor"
Tierra bola de nieve: Las capas de roca de Namibia muestran que hace unos 700 millones de años la Tierra pudo estar casi totalmente cubierta de hielo.
Fuente:Hoffman et al., Science 1998, "A Neoproterozoic snowball Earth"
El ascenso del oxígeno: El oxígeno de la atmósfera no llegó de golpe, sino que subió en un proceso largo y repetido.
Fuente:Lyons, Reinhard & Planavsky, Nature 2014, "The rise of oxygen in Earth's early ocean and atmosphere"
La doble hélice: Un artículo de una página propuso que el ADN es una doble hélice, y el apareamiento de bases insinuó cómo se copia la información genética.
Fuente:Watson & Crick, Nature 1953, "Molecular structure of nucleic acids: A structure for deoxyribose nucleic acid"
Arqueas de Asgard: Las Lokiarchaeota halladas en sedimentos del fondo marino tienen muchos genes que se creía que solo existían en los eucariotas.
Fuente:Spang et al., Nature 2015, "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes"
La reproducción sexual más antigua: Los fósiles de un alga roja antigua muestran que la reproducción sexual y la vida multicelular tienen al menos mil millones de años de historia.
Fuente:Butterfield, Paleobiology 2000, "Bangiomorpha pubescens n. gen., n. sp.: implications for the evolution of sex, multicellularity, and the Mesoproterozoic/Neoproterozoic radiation of eukaryotes"
Estromatolitos de 3700 millones de años: Las rocas de Groenlandia podrían conservar estructuras microbianas de 3700 millones de años, aunque esta interpretación todavía se discute.
Fuente:Nutman et al., Nature 2016, "Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures"
Selección natural: Darwin y Wallace publicaron juntos la teoría de la selección natural. Al año siguiente salió El origen de las especies.
Fuente:Darwin & Wallace, Journal of the Proceedings of the Linnean Society 1858, "On the tendency of species to form varieties; and on the perpetuation of varieties and species by natural means of selection"
El enigma de la extinción de los dinosaurios: El iridio está anormalmente enriquecido en la capa del final del Cretácico, y los Álvarez, padre e hijo, concluyeron que un asteroide había golpeado la Tierra.
Fuente:Alvarez et al., Science 1980, "Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction"
Encontrar el cráter: Bajo la península de Yucatán, en México, está enterrado un cráter de unos 180 km de ancho, justo lo que dejaría ese asteroide.
Fuente:Hildebrand et al., Geology 1991, "Chicxulub Crater: A possible Cretaceous/Tertiary boundary impact crater on the Yucatán Peninsula, Mexico"
Tiktaalik: Los científicos predijeron en qué edad de roca debía estar el fósil de transición, y luego lo encontraron de verdad en el Ártico canadiense.
Fuente:Daeschler, Shubin & Jenkins, Nature 2006, "A Devonian tetrapod-like fish and the evolution of the tetrapod body plan"
Los primeros animales: Los fósiles de Dickinsonia conservan moléculas de tipo colesterol, lo que prueba que esta misteriosa criatura era un animal.
Fuente:Bobrovskiy et al., Science 2018, "Ancient steroids establish the Ediacaran fossil Dickinsonia as one of the earliest animals"
Los primeros vertebrados: Myllokunmingia y Haikouichthys, hallados en Chengjiang, Yunnan, hicieron retroceder la historia de los vertebrados hasta el Cámbrico temprano.
Fuente:Shu et al., Nature 1999, "Lower Cambrian vertebrates from south China"
Dinosaurios con plumas: Los fósiles de Liaoning muestran que las plumas crecieron en los dinosaurios antes de que aparecieran las aves.
Fuente:Ji, Currie, Norell & Ji, Nature 1998, "Two feathered dinosaurs from northeastern China"
La primera flor: Archaefructus, de Liaoning, se consideró una de las plantas con flores más antiguas, y más tarde su edad se revisó al Cretácico Inferior.
Fuente:Sun et al., Science 1998, "In search of the first flower: a Jurassic angiosperm, Archaefructus, from northeast China"
Equilibrio puntuado: Las especies pueden mantenerse estables mucho tiempo y luego cambiar rápido en poco tiempo, en lugar de evolucionar a un ritmo constante.
Fuente:Eldredge & Gould, Models in Paleobiology 1972, "Punctuated equilibria: an alternative to phyletic gradualism"
La peor extinción masiva: Las dataciones precisas muestran que la extinción del final del Pérmico pudo durar solo unos 60 000 años, en coincidencia con la actividad volcánica de Siberia.
Fuente:Burgess, Bowring & Shen, PNAS 2014, "High-precision timeline for Earth's most severe extinction"
Ballenas que caminaban en tierra: Los fósiles de Pakistán muestran que los antepasados de las ballenas eran animales con pezuñas que corrían en tierra, emparentados con los hipopótamos.
Fuente:Thewissen et al., Nature 2001, "Skeletons of terrestrial cetaceans and the relationship of whales to artiodactyls"