ORIGEN DE LA VIDA: La uniformidad en la composición química y

ORIGEN DE LA VIDA: La uniformidad en la composición química y las funciones
de los componentes esenciales que forman los seres vivos, así como una serie de
reacciones básicas metabólicas destinadas a obtener energía de los alimentos, son
comunes en la gran mayoría de los organismos. Esta similitud indica que la vida en
la Tierra puede haber tenido un origen común.
Los ácidos nucleicos y las proteínas, son las dos sustancias químicas de vital
importancia, que todos los seres vivos organizados compartimos en iguales
circunstancias, ya sea desde las arcaicas formas de vida hasta el hombre. Con
excepción de algunos virus, el ADN es en los organismos el material hE tarjo, que
tiene como función trasmitir las características de cada uno de ellos, de generación
en generación. Es aquí donde nos encontramos con el ARN, quien desempeña un
papel importante en la genética al tener como misión el traslado de información de
los genes de una parte a otra de la célula. Sin embargo, pese a que los grados de
complejidad son muy heterogéneos entre ellas, la que las iguala son los veinte
aminoácidos, cinco bases nitrogenadas y por último el ácido fosfórico que las
forman.
Generalmente en sus funciones, es donde presentan similitudes de su
composición química, como por ejemplo cuando un organismo necesita obtener
energía a partir de los alimentos, las reacciones metabólicas que realizan serán
coincidentes.
Tan difícil como definir la vida es fijar su origen. La cuestión radica a menudo en
campos ajenos a los de la biología. Esta únicamente puede hacerse afirmaciones
que se refieran a unos hechos conocidos y aventurar hipótesis y teorías, basándose
en todos los datos disponibles hacia esa dirección. La primera hipótesis y que se
encuentra en sus escritos es la de Aristóteles. La misma afirmaba que la vida había
surgido de una manera espontánea y en determinadas condiciones que le fueron
favorables para ello. Sin embargo, hay quienes compartieron estas creencias
durante los siglos XVI al SXIII, intentando demostrar mediante ensayos de
laboratorio esta generación espontánea de la vida. Estamos hablando de personajes
como Copérnico, Bacon, Galileo, Descartes entre otros. El debate de la misma
siempre estuvo en manos de aquellos que la defendían y de aquellos que se
oponían a tal teoría, cuestión que tuvo su aplacamiento hasta la aparición del
francés Louis Pasteur (Siglo XIX). Este científico a través de sus experimentos,
demostró que ningún organismo vivo puede existir si no es como descendiente de
otros organismos similares.
Pero, sesenta años después, una nueva teoría sobre el origen de la vida sale a la
luz.
La teoría de una larga “evolución molecular abiogénica” sobre la tierra.
La
misma era sostenida por los científicos A. Oparin y B. Haldane. Estos postulaban
que tras un lapso breve, los océanos se convirtieron en un rico caldo primordial de
compuestos orgánicos: el caldo primordial, el cual dio origen a ala vida. Según las
investigaciones, las sustancias simples que abundaban en los mares primitivos se
fueron reuniendo y, con el aporte de energía de la radiación ultravioleta del sol y de
las tormentas eléctricas, formaron sustancias complejas. Algunas de ellas eran
pocos estables en las condiciones reinantes y por lo tanto se descomponían,
mientras que otras más estables permanecían.
Estos compuestos comenzaron a
acumularse en el mar primitivo con el paso del tiempo, se asociaron para dar
principio a la primera célula. Estas hipótesis durante los años treinta y cuarenta del
siglo XX generaron un centro en torno al cual surgieron infinitos debates.
Sin
embargo,
investigadores
años
más
tarde,
estadounidenses
suposiciones de Oparin.
en
1953,
Stanley
experiencias
Miller
y
Harold
realizadas
Urey
por
los
apoyaron
las
Según su hipótesis se podría considerar que hubo un
proceso de selección natural en la evolución de las sustancias (es decir, una
evolución química), al
igual que en la evolución de los seres vivos que se
originaron a partir de ese momento. Para ello Miller construyó un dispositivo que
simulasen las condiciones imperantes en la Tierra primitiva. En el agua se hacían
circular sustancias como metano, hidrógeno y amoníaco, y la energía se daba
mediante descargas eléctricas.
Este dispositivo contenía un matraz en donde se
depositaba el agua a la cual se mantenía hirviendo constantemente, el cual
permitiría la circulación de los gases mencionados. Por lo tanto los productos que
se formaban tras las descargas eléctricas (simulación de los rayos) se condensaban
a través de un tubo y otro matraz (simulación de los antiguos océanos existentes
en tal época).
Después de unos días de funcionamiento, en tal dispositivo se
obtuvieron sustancias complejas las cuales pasaron a analizarse.
Este experimento es un indicio de que los componentes de las células pudieron
haberse originado en la Tierra primitiva a partir de las sustancias presentes en el
mar, de manera espontánea, a lo largo de millones de años. Ya que los resultados
arrojaron un total de cuatro aminoácidos, comunes en la mayoría de las proteínas,
urea y varios ácidos grasos simples; los cuales se encuentran comúnmente en una
molécula en los seres vivos.
Sin embargo, esta evolución química de la que parte esta hipótesis, le resta un
paso siguiente es el de la condensación, para la formación de los primeros
aminoácidos, purinas, pirimidinas y azúcares, los cuales formaran moléculas de
mayor tamaño dando lugar a la aparición de las proteínas y ácidos nucleicos. Su
lado negativo es que la concentración no es sencilla con grandes masas de agua, lo
que posibilitaría que posteriormente los mismos hubieran recibido reacciones de
deshidratación, lo que sucede por ejemplo si tomamos los grandes océanos. Esta
deshidratación produjo la concentración de microsferas proteínicas, facilitadas por
la congelación, dentro de pequeñas gotas en la atmósfera, o por absorción dentro
de partículas calizas de la superficie del planeta.
La hipótesis de la condensación fue corroborada por el científico estadounidense
Sydney Fox, que demostró cómo, calentando mezclas secas de aminoácidos y luego
mezclando los polímeros resultantes con agua, se formaban pequeñas partículas
esféricas proteinoides, que presentan ciertos rasgos de un sistema viviente. Son de
tamaño comparable al de ciertas bacterias esféricas y presentan una doble doble
capa que las separa del exterior; tienen propiedades osmóticas y de transporte
selectivo de moléculas. Poseen, asimismo, capacidad para proliferar mediante
procesos de gemación, como ciertos tipos de bacterias. Aunque nunca podrá ser
probado con todas las garantías, estas formaciones proteínicas, creadas en un
laboratorio, podrían ser los antepasados de las primeras células.
Dispositivo semejante al ideado por Miller en 1953, gracias al cual el científico
estadounidense pudo reproducir en el laboratorio las condiciones de vida primitivas
de la Tierra. El experimento demostró que muchos compuestos que resultan
esenciales para la vida se obtienen a partir de gases sencillos, sometidos a la acción
de descargas eléctricas y de calor
Origen de los sistemas vivientes
A partir de los estudios de laboratorio y de las leyes de la termodinámica se pueden
establecer las etapas necesarias para la aparición de la primera célula:
— Formación de polímeros de ARN capaces de replicarse mediante el a miento de
bases complementarias.
— Incorporación de los mecanismos necesarios para que las moléculas de ARN
puedan regir la síntesis de moléculas proteicas.
— Formación de una membrana de lípidos que determine el aislamiento mezcla de
ARN y nuevas proteínas.
— Sustitución como material que codifica la información para la síntesis d teínas,
del ARN por el ADN.
— Aparición de los primeros organismos procariontes, hace aproximadamente
3.500 millones de años.
— Transformación de estas células de estructura y funcionalidad sencillas, como las
procariotas, en formas eucariotas más evolucionadas, hace aproximadamente
1.000 o 1 .500 millones de años. Estas células eucariotas son las que están
presentes en la mayor parte de los animales y las plantas superiores.
—
Aparición
de
los
primeros
organismos
(celentéreos,
protoanélidos
y
protoartrópodos).
Las células son hoy en día sistemas complejos organizados, que poseen una serie
de reacciones mediadas por enzimas. Algunas de estas células son capaces de
captar la energía del Sol y transformarla en energía química, que se puede
almacenar en forma de glucosa, ATP y otras moléculas. Otras aprovechan la
energía acumulada en estos enlaces, para crecer, dividirse y mantener su
integridad. Todas las características de la vida, como la conversión de energía, la
asimilación, la secreción, la excreción, las respuestas a estímulos y la capacidad de
reproducción dependen totalmente de las complejas rutas del metabolismo de las
células actuales.
Los estudiosos del origen de la vida sostienen que los organismos primitivos eran
heterótrofos primarios —de aspecto semejante al género actual de bacterias
Clostridium— anaerobios —podían obtener todos sus alimentos directamente del
ambiente—. Estas características se mantuvieron hasta que el aporte de nutrientes
disponibles en la Tierra empezó a disminuir. A partir de este momento, los
organismos que desarrollaron la capacidad de sintetizar los compuestos esenciales
tomando como base otros compuestos accesibles adquirieron una serie de ventajas
fundamentales con respecto a los que no podían hacerlo. Para la consecución de
estas reacciones metabólicas es imprescindible el desarrollo de nuevas enzimas que
puedan mediar en las nuevas rutas.
Una vez agotados los nutrientes de la llamada sopa primordial, debido a la
proliferación de organismos, el siguiente paso en la evolución de la vida fue la
aparición de la fotosíntesis, la capacidad de aprovechar la energía solar para el
desarrollo. De esta manera, los organismos heterótrofos pasaron a estar en
desventaja frente a los nuevos autótrofos. De igual manera, la acumulación de
oxígeno en la atmósfera, orno consecuencia de la fotosíntesis, determinó la
aparición de un metabolismo aerobio u oxidativo. Los primitivos organismos de
aspecto de bacteria —procariotas— parecieron hace 3.000 millones de años, entre
ellas
las
cianobacterias,
capaces
de
desprender
oxígeno.
Posteriormente
aparecieron los primeros eucariotas, organismos con núcleo. Según las más
avanzadas teorías, surgieron como consecuencia de la unión simbiótica de varios
procariotas. Entre ellos se encuentran las algas, los hongos, las plantas y los
animales. Su enorme éxito en la evolución puede estar, en gran medida, basado en
la variabilidad genética derivada de la reproducción sexual.