Origen de la vida en la Tierra

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Ms C: Olaida Cañizares Peña

Los estudios sobre el origen de la vida constituyen un área de investigación limitada, los avances en las investigaciones son lentos, aunque todavía atraen bastante la atención de muchos dada la importancia del contenido que se investiga. Existe una serie de observaciones que han precisado las condiciones fisicoquímicas en las cuales pudo haber surgido la vida, pero todavía no se tiene una idea completa acerca de cómo pudo ser este origen. Se han propuesto varias teorías de carácter científico acerca del origen de la vida, entre las más importantes están la de Aleksandr Opari y la de JBS Haldane.

Una vez rechazada la generación espontánea (los seres vivos se originaban a partir de los organismos muertos o de ropas viejas), el tema del origen de la vida se comienza a relacionar con el origen de la primera célula. Los conocimientos de la astronomía y el origen del sistema solar les permitieron a los científicos especular sobre las condiciones fisicoquímicas que habían favorecido el origen de la vida. Oparin y Haldane elaboraron una serie de hipótesis estableciendo, a partir de estas posibles condiciones, la secuencia probable de acontecimientos que originarían la vida.

En la década del 20 del siglo XX Aleksandr Ivanovich Oparin demostró experimentalmente que el oxígeno atmosférico impedía la síntesis de moléculas orgánicas (carbohidratos, lípidos y las proteínas) que son constituyentes necesarios para el surgimiento de la vida; este descubrimiento fue muy importante para las investigaciones acerca del origen de la vida.

oparin

En su obra “El origen de la vida en la Tierra”, Oparin exponía que una “sopa primitiva” de sustancias (moléculas) orgánicas se pudo haber generado en una atmósfera sin oxígeno a través de la acción de la luz solar. Las sustancias se combinarían de una forma cada vez más compleja hasta quedar dispersas en una gotita (coacervado). Estas gotitas crecerían por fusión con otras y se reproducirían mediante división en gotitas hijas y de ese modo podrían haber obtenido un metabolismo primitivo en el que estos factores asegurarían la supervivencia de la "integridad celular" de aquellas que no acabaran extinguiéndose. Muchas teorías modernas, del origen de la vida, aún toman las ideas de Oparin como punto de partida.

coocaervadCoacervados: agregados microscópicos de estructuras complejas como las proteínas, los polisacáridos, los ácidos nucleicos, dispersas en agua separadas del medio circundante por una estructura semejante a las membranas celulares. Se consideran sistemas prebiológicos, porque no tienen vida pero pueden intercambiar con el medio ambiente; absorber sustancias e incorporarlas a sus estructuras, en su interior ocurren reacciones donde forman y se degradan sustancias y además crecen y se fragmentan.

También en 1924 JBS Haldane sugirió que los océanos primitivos de la tierra muy diferentes de los actuales, habrían formado una "sopa caliente diluida" en donde los compuestos orgánicos, constituyentes elementales de la vida, se pudieron haber formado, es decir, Haldane propuso la idea que en los océanos primitivos pudo haber ocurrido el proceso por el cual la materia viva surge de moléculas complejas no vivas.

Origen
Representación artística del "océano de magma" que se cree que existió en la tierra primitiva

Los océanos, la corteza terrestre y la atmósfera de la tierra primitiva.

Morse y MacKenzie han planteado que los océanos podrían haber surgidos 200 millones de años después de la formación de la tierra, en un ambiente caliente (100ºC), reductor y con un pH inicial de 5.8 (ácido) que subió rápidamente hacia la neutralidad.

Otros estudios realizados más recientemente, al norte de Quebec confirman que los océanos y la corteza continental existieron dentro de los 150 primeros millones de años tras la formación de la tierra. A pesar de esto, el ambiente era enormemente hostil para la vida. Las posibles colisiones con grandes objetos cósmicos, incluso de más de 500 kilómetros de diámetro, suficientes para vaporizar el océano durante un período de tiempo tras el impacto, lo que formaría nubes de vapor de agua mezclado con polvo de rocas que ascenderían a elevadas altitudes y que cubrían todo el planeta. Tras unos cuantos meses la altitud de esas nubes comenzaría a disminuir, pero la base de la nube continuaría aún estando elevada probablemente durante los próximos 1.000 años, tras lo cual comenzaría a llover a una altitud más baja. Durante 2.000 años las lluvias consumirían lentamente las nubes, restableciéndose los océanos en solo 3.000 años tras el impacto. El posible bombardeo provocado por los probables movimientos de los planetas gaseosos gigantes, que acribillaron la luna y otros planetas interiores (Mercurio, Marte) y posiblemente a la Tierra y Venus) hace entre 3.800 y 4.000 millones de años probablemente habrían esterilizado el planeta si la vida ya hubiera aparecido en ese periodo.

Las teorías actualmente más aceptadas acerca del origen de la vida se plantean, de uno u otro modo, sobre ciertos descubrimientos acerca del origen de los componentes celulares y moleculares de la vida. Aún (2008) nadie ha sintetizado una célula, utilizando los componentes básicos, que tenga las propiedades necesarias para la vida.

El estudio llevado a cabo por Maher y Stephenson muestra que si los sistemas hidrotermales marinos profundos propician un lugar aceptable para el origen de la vida, los primeros compuestos orgánicos sencillos pudieron haberse formados en fechas tan tempranas como entre hace 4.000 y 4.200 millones de años, mientras que si el origen de la vida hubiera sucedido en la superficie de la tierra solo podría haber ocurrido hace entre 3.700 y 4.000 millones de años.

Los trabajos de Stanley Miller mostraron que algunos compuestos de la vida (adenina y guanina) requieren condiciones de congelación para su síntesis, mientras que otros (citosina y el uracilo) precisan temperaturas de ebullición. Basándose en estas investigaciones sugirió que el origen de la vida implicaría condiciones tanto de muy bajas, como de muy altas temperaturas.

El experimento de Miller y Urey intentó recrear las condiciones químicas de la Tierra primitiva en el laboratorio y sintetizó algunos de los componentes de la vida.

El experimento original de 1953 fue realizado por Miller cuando era estudiante de licenciatura y su profesor Harold Urey. El experimento usaba una mezcla altamente reducida de gases (metano, amoniaco e hidrógeno). No obstante la composición de la atmósfera terrestre prebiótica aún resulta tema de debate entre los científicos. En un momento se pensó que cantidades apreciables de oxígeno molecular estaban presentes en la atmósfera prebiótica, que habrían impedido esencialmente la formación de sustancias (moléculas) orgánicas. No obstante, la opinión científica actual es que este no era el caso. El experimento mostraba que algunos de los compuestos orgánicos básicos (como los aminoácidos) que forman los compuestos más complejos (pretinas) de la vida moderna se pueden formar espontáneamente. Las sustancias orgánicas más simples están lejos de lo que es una vida completamente funcional. Pero en un ambiente sin vida preexistente estas sustancias se podrían haber acumulado y proporcionado un ambiente rico para la evolución química ("teoría de la sopa" 1924 JBS Haldane).

Por otra parte, la formación espontánea de los compuestos complejos a partir de los más simples generados abióticamente bajo esas condiciones no es un proceso tan sencillo. Además de los compuestos orgánicos básicos necesarios, durante los experimentos también se formaron en altas concentraciones compuestos que podrían haber impedido la formación de la vida.

En la actualidad se conoce la existencia de otras fuentes desde donde pudieron haber llegado compuestos orgánicos complejos (fuentes de origen extraterrestres). Por ejemplo, se ha comprobado la presencia de moléculas orgánicas en meteoritos y cometas. En el 2004, un equipo detectó la presencia de hidrocarburos aromáticos policiclicos (PAH's) en una nebulosa, la molécula más compleja hasta la fecha encontrada en el espacio. Este descubrimiento ha dado pie para la formulación de nuevas teoría acerca del origen de la vida.

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