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fecha de publicación09.01.2016
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EL ORIGEN DE LA VIDA

Las ideas de las personas sobre el origen de la vida han experimentado casi tantos cambios a lo largo del tiempo como los que debieron tener lugar en el propio origen de la vida. El problema ha sido planteado y resuelto de muchas formas distintas, unas míticas y otras científicas. El debate en la actualidad sigue abierto.

    1. LAS PRIMERAS TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

LA CREACIÓN

El mito de la creación es la base de las religiones en todos los periodos de la historia y en todas las partes del mundo. Comprender qué es y cómo ha aparecido la vida en la Tierra ha sido siempre contemplado como el principio esencial de toda sabiduría y de toda filosofía. Los grandes textos religiosos, desde la Biblia o el Corán hasta los Vedas hindúes, describen, cada uno a su manera, un Génesis que narra el origen del mundo, de los seres vivos y de la especie humana. En la mayoría de las creaciones son realizadas por alguna especie de creador, dios o espíritu, que actúa sobre la materia o extrae los hombres de la tierra o de las rocas.

Durante mucho tiempo, en Occidente se aceptaron literalmente los relatos del Génesis, primer libro de la Biblia. De hecho, en 1650, el arzobispo irlandés James Ussher calculó que Dios había creado el mundo en el año 4004 a.C. Hoy día se comprende que la Biblia no debe tomarse como fuente para resolver cuestiones científicas ya que trata sobre cuestiones morales y religiosas, aunque muchas personas siguen prefiriendo las palabras textuales del Génesis a las modernas interpretaciones teológico-científicas de la creación.

LA GENERACIÓN ESPONTÁNEA

En la antigua Grecia se creía que la vida aparecía espontáneamente cada vez que las condiciones eran las adecuadas. Aristóteles realizó la gran síntesis de las ideas sobre la generación espontánea. Creía que ciertos seres vivos, como por ejemplo insectos, gusanos e incluso peces, aves y ratones, podrían se engendrados, no solamente a partir de sus progenitores, sino también por vegetales, por materiales en descomposición y por materia inanimada como el fango.

La teoría de la generación espontánea prevaleció durante más de dos mil años hasta que Francesco Redi, en el siglo XVII, asestó el primer golpe serio a los partidarios de este dogma. Demostró experimentalmente que las larvas de la mosca de la carne no se generaban espontáneamente a partir de la carne en putrefacción.

El experimento de Redi, sencillo y concluyente.

En 1665, Francesco Redi colocó trozos de carne y distintos pescados en recipientes, unos cubiertos con una muselina muy fina y otros sin cubrir. Al cabo de varios días observó que solo crecían gusanos sobre la carne y el pescado de los frascos abiertos. Así, demostró que los gusanos no aparecían por generación espontánea sino porque las moscas habían estado en contacto con la carne y el pescado, donde habían puesto sus huevos a partir de los cuales se desarrollaron larvas.

Lazzaro Spallanzani, en el siglo XVII, demostró que calentando y seguidamente sellando caldo de carne en diversos recipientes no se generaban microorganismos mientras los recipientes estuvieran herméticamente cerrados.

Louis Pasteur refuta la generación espontánea

A pesar del experimento de Redi, se siguió sin rechazar totalmente la idea de la generación espontánea. Esa controversia se mantuvo hasta el siglo XIX, cuando en 1859 la Academia de ciencias de París patrocinó un premio para aquel que demostrara o refutara la existencia o no de la teoría de la generación espontánea.

Los sencillos experimentos realizados por Louis Pasteur demostraron que ningún ser vivo, ni siquiera los microorganismos, surgen por generación espontánea, que los microorganismos se encuentran en cualquier lugar y que, además, son los responsables de la descomposición de la materia.

Louis Pasteur demostró de manera irrefutable que no existía la generación espontánea. Los seres vivos solo proceden de otros seres vivos predecesores.

LA PANSPERMIA: EL ORIGEN CÓSMICO DE LA VIDA.

Ya Anaxagoras, en el siglo V a. C, pensaba que la vida era universal. Este filósofo griego fue el primero en proponer un origen cósmico para la vida, pero no fue hasta el siglo XIX cuando el biólogo alemán Hermann Richter empezó a desarrollar la idea de que la Tierra fue fecundada por microorganismos procedentes del espacio, a los que llamó “cosmozoarios” (animales del cosmos). Los cosmozoarios se encontrarían en las partículas sólidas liberadas por los cuerpos celestes y a lo largo de sus viajes interestelares, ocultos en los meteoritos, llegarían a los cuerpos planetarios, como la Tierra, donde se desarrollarían.

Estas ideas suscitaron un gran interés en los científicos de la época y se realizaron numerosos análisis de los meteoritos que demostraron la presencia de materia orgánica, como ácidos nucleicos, aminoácidos, ácidos grasos e hidrocarburos. En 1906, Svante Arrhenius, químico sueco, retomó la idea de Richter elaborando la teoría de la panspermia.

La teoría de la panspermia postula que la vida llegó a la Tierra en forma de esporas bacterianas provenientes del espacio exterior e impulsadas por la presión de la radiación de las estrellas.

Esta teoría no explica cómo se formó la vida en el hipotético planeta del cual se habrían desprendido las esporas bacterianas. Los partidarios de la panspermia dieron una respuesta a este interrogante: la vida es eterna.

En la actualidad, la hipótesis del origen extraterrestre de la vida está otra vez de moda. Astrofísicos como Fred Hoyle y Chandra Wickramasinghe sostienen que en las nubes de materia del medio interestelar existe una gran variedad de compuestos orgánicos complejos y que han sido transportados hasta el Sistema Solar por los cometas. Estos últimos habrían aportado a la Tierra un gran número de moléculas orgánicas y , consecuentemente, la vida a nuestro planeta.

    1. TEORÍA MODERNAS SOBRE EL ORIGEN DE LA VIDA

EVOLUCIÓN QUÍMICA DE LA VIDA

La hipótesis más aceptada entre los científicos actuales supone que la materia viva sería el resultado de una evolución química que habría precedido a la evolución biológica.

Estas ideas fueron ya desarrolladas en la década de los años veinte del siglo pasado por dos investigadores, el bioquímico ruso Aleksandr Oparín y el biólogo británico John Haldane. Ellos supusieron que la vida apareció en la Tierra en un medio ambiente rico en materia orgánica y desprovisto de oxígeno.

En 1924, Oparín propuso que los compuestos químicos que existían en la atmósfera primitiva sirvieron de materia prima para la síntesis de los compuestos orgánicos más simples de los seres vivos. Los primeros sistemas vivos habrían aparecido tras una larga evolución prebiótica.

Esta teoría trata de reconstruir los orígenes de la vida en nuestro planeta a partir de la química de los compuestos de carbono en el agua, sugiriendo una serie de procesos químicos de gradual complejidad.

Condiciones primitivas de la Tierra

La atmósfera primitiva poseía un carácter más o menos reductor ya que carecía de oxígeno libre y, probablemente estuviera compuesta de gases como el metano (CH4), el amoniaco (NH3), el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2) y el sulfuro de hidrógeno (HS2).

La vida tal como la conocemos sólo puede originarse en agua líquida. La distancia que hay entre la Tierra y el Sol y la existencia de un eficaz efecto invernadero permiten la presencia de agua líquida y la temperatura adecuada (unos 15 ºC) para el desarrollo de la vida en nuestro planeta.

Síntesis prebiótica de las moléculas orgánicas

Es posible que los gases de la atmósfera reaccionaran de forma espontánea, bombardeados por una intensa radiación (radiación solar ultravioleta, chispas eléctricas de tormentas, radiactividad natural, viento solar, actividad volcánica y rayos cósmicos), dando lugar a la formación de pequeñas moléculas orgánicas.

La lluvia arrastró los compuestos químicos atmosféricos a los océanos donde se disolvieron lentamente y dieron lugar a la formación de lo que se ha llamado caldo o sopa primitiva.

Este conjunto de moléculas orgánicas reaccionaron en presencia de agua, y su transformación química creó los ladrillos biológicos como aminoácidos, componentes de los nucleótidos, hidratos de carbono y ácidos grasos.

Los ladrillos biológicos interactuaron entre sí y aparecieron las primeras moléculas gigantes, los polímeros de interés biológico como proteínas y ácidos nucleicos.

En el caldo primitivo surgieron unas microestructuras que agruparon a los diferentes polímeros y en las que se desarrollaron complejos procesos que permitieron la formación de los primeros sistemas autorreproductores. Estos sistemas vivos primitivos se extendieron por el océano, dando comienzo a un proceso que aún sigue funcionando: la evolución biológica.

Es importante señalar que se han descubierto una gran variedad de compuestos orgánicos en el espacio interestelar. Este hecho es la base para que muchos investigadores piensen que gran parte de las moléculas orgánicas necesarias para la evolución química de la vida fue sintetizada en el medio interestelar y sembradas en nuestro planeta durante un periplo del Sistema Solar a través de nubes interestelares. Así, nosotros seríamos directamente polvo de estrellas.

En 1953 Stanley Miller probó experimentalmente las primeras etapas de la teoría de Oparín.

Para realizar el experimento, Miller introdujo en un recipiente de vidrio lleno de aguar hirviendo una mezcla de gases que supuestamente formaban la atmósfera primitiva (metano, amoniaco, e hidrógeno).

Mediante unos electrodos, durante una semana hizo pasar descargas eléctricas a través de la mezcla, semejantes a las que tienen lugar en las tormentas. Después de enfriar y de analizar el contenido del recipiente, comprobó que se habían sintetizado varios compuestos orgánicos sencillos, como los aminoácidos, los componentes básicos de la vida.



GÉNESIS MINERAL

Casi todos los científicos consideran que la unión de moléculas orgánicas sencillas (monómeros) para formar ácidos nucleicos, proteínas y otras moléculas complejas no pudo haber tenido lugar tal y como proponía Oparín.

De la misma manera que un cemento que contiene demasiada agua no puede unir sólidamente los ladrillos de una pared, los ladrillos biológicos no pueden soldarse si están rodeados de muchas moléculas de agua. Por ello, es probable que los polímeros biológicos se hayan sintetizado y acumulado en un caldo primitivo distribuido sobre superficies de arcilla. Las arcillas, rocas sedimentarias actuarían como biocatalizadores, atrayendo y concentrando en su superficie a las moléculas sencillas y facilitando su polimerización para formar los primeros polímeros de interés biológico.

Recientemente una nueva hipótesis sobre el origen de la vida sugiere que los espacios confinados por las distintas láminas que forman la mica, mineral compuesto por silicato de aluminio, magnesio y hierro, podrían haber proporcionado las condiciones adecuadas para facilitar la química prebiótica.

LAS FUENTES HIDROTERMALES

Para algunos científicos la vida se originó en el fondo de los océanos. El punto de partida de toda evolución química habrían sido las fuentes hidrotermales situadas en las proximidades de las dorsales submarinas, que sustituirían a la atmósfera primitiva.

En estos lugares existen gases precursores disueltos, procedentes de erupciones volcánicas, como el metano, el amoniaco y el dióxido de carbono y temperaturas superiores a los 200ºC. La presencia de pirita, mineral compuesto de sulfuro de hierro, habría proporcionado el andamiaje para la formación de los polímeros orgánicos.

EL MUNDO ARN

Suponiendo que algún ambiente de la Tierra favoreciera la formación del caldo primitivo, suficientemente rico en compuestos orgánicos, el siguiente paso en la evolución prebiótica sería la síntesis de los primeros polímeros de relevancia biológica.

Se cree que el ácido ribonucleico o ARN (polímero que reúne propiedades estructurales, de archivo de información genética y catalíticas) fue la primera biomolécula con capacidad de archivo y catalítica en aparecer. El ARN original se formó en los mares primitivos ricos en aminoácidos y proteínas, fenómeno posiblemente común en el Universo ya que la síntesis de macromoléculas antecesoras como los aminoácidos, es común.

La posterior evolución funcional determinaría que la molécula de ARN fuese sustituida por el ácido desoxirribonucleico (ADN), como continente de la información biológica, ya que se trata de una molécula más estable, y las diversas funciones catalíticas serían asumidas por las enzimas, proteínas cuya secuencia de aminoácidos serían codificadas por el propio ADN. De esta forma, el ARN perdió su papel de molécula primordial.

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