La abiogénesis (griego: ἀ -βίο-γένεζις [a-bio-genésis], «ἀ -/ἀ ν- «no» + βίος- «vida» +

γένεσις- «origen/principio»»«El origen de la vida a partir de la no existencia de esta»)?

o el origen de la vida en la Tierra ha generado en las ciencias de la naturaleza un

campo de estudio especializado cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgió. La

opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida comenzó

su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del período comprendido

entre 4.400 millones de años —cuando se dieron las condiciones para que el vapor de

agua pudiera condensarse por primera vez—2 y 2.700 millones de años atrás —cuando

aparecieron los primeros indicios de vida—.n. 1

Las ideas e hipótesis acerca de un

posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los

últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo tras el Big Bang, también se

discuten dentro de este cuerpo de conocimiento.7

El cuerpo de estudios sobre el origen de la vida forma un área limitada de investigación,

a pesar de su profundo impacto en la biología y la comprensión humana del mundo

natural. Con el objetivo de reconstruir el evento se emplean diversos enfoques basados

en estudios tanto de campo como de laboratorio. Por una parte el ensayo químico en el

laboratorio o la observación de procesos geoquímicos o astroquímicos que produzcan

los constituyentes de la vida en las condiciones en las que se piensa que pudieron

suceder en su entorno natural. En la tarea de determinar estas condiciones se toman

datos de la geología de la edad oscura de la tierra a partir de análisis radiométricos de

rocas antiguas, meteoritos, asteroides y materiales considerados prístinos, así como la

observación astronómica de procesos de formación estelar. Por otra parte, se intentan

hallar las huellas presentes en los actuales seres vivos de aquellos procesos mediante la

genómica comparativa y la búsqueda del genoma mínimo. Y, por último, se trata de

verificar las huellas de la presencia de la vida en las rocas, como microfósiles,

desviaciones en la proporción de isótopos de origen biogénico y el análisis de entornos,

muchas veces extremófilos semejantes a los paleoecosistemas iniciales.

Los progresos en esta área son generalmente lentos y esporádicos, aunque aún atraen la

atención de muchos científicos dada la importancia de la cuestión que se investiga.

Existe una serie de observaciones que intentan describir las condiciones fisicoquímicas

en las cuales pudo emerger la vida, pero todavía no se tiene un cuadro razonablemente

completo acerca de cómo pudo ser este origen. Se han propuesto varias teorías, siendo

la hipótesis del mundo de ARN y la teoría del mundo de hierro-sulfuro8 las más

consideradas por la comunidad científica.

Historia del problema en la ciencia

La cuestión de la generación espontánea: de Aristóteles a Pasteur

Artículo principal: Teoría de la generación espontánea.

La concepción clásica de la abiogénesis, que actualmente se conoce específicamente

como generación espontánea, sostenía que los organismos vivos complejos se

generaban por la descomposición de sustancias orgánicas. Por ejemplo, se suponía que

los ratones surgían espontáneamente en el grano almacenado o que las larvas aparecían

súbitamente en la carne. El término fue acuñado en 1870 por el biólogo Thomas Huxley

en su obra Biogenesis and abiogenesis.

La tesis de la generación espontánea fue defendida por Aristóteles, quien afirmaba, por

ejemplo que era una verdad patente que los pulgones surgían del rocío que cae de las

plantas, las pulgas de la materia en putrefacción, los ratones del heno sucio, los

cocodrilos de los troncos en descomposición en el fondo de las masas acuáticas, y así

sucesivamente.9 Todos ellos se originaban merced a una suerte de fuerza vital a la que

da el nombre de entelequia. El término empleado por Aristóteles y traducido

posteriormente por espontáneo es αυτοματικóς, es decir, «fabricado por sí mismo».

La autoridad que se le reconoció a Aristóteles hizo que esta opinión prevaleciera

durante siglos y fuera admitida por pensadores tan ilustres como Descartes, Bacon o

Newton. Por ejemplo, en el siglo XVI, el químico y naturalista Jan Baptista van

Helmont, padre de la bioquímica, llegó a afirmar en su obra Ortus medicinae 1648 que:

Los piojos, garrapatas, pulgas y gusanos surgen de nuestras vísceras y excrementos. Si

juntamos con trigo la ropa que usamos bajo nuestro atuendo cargada de sudor en un

recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días cambian los efluvios penetrando a través

de los salvados del trigo, y transmutando éstos por ratones. Tales se pueden ver de

ambos sexos y cruzar con otros que hayan surgido del modo habitual...

En 1546 el médico Girolamo Fracastoro se posicionó en contra de la generación

espontánea estableciendo la teoría de que las enfermedades epidémicas estaban

provocadas por pequeñas partículas diminutas e invisibles o "esporas", que podrían no

ser criaturas vivas, pero no fue aceptada ampliamente. Más tarde Robert Hooke publicó

los primeros dibujos sobre microorganismos en 1665. También se le conoce por dar el

nombre a la célula, que descubrió observando muestras de corcho.

Lazzaro Spallanzani, humanista, erudito y científico italiano, llamado el «biólogo de

biólogos». Uno de los primeros personajes que se preocupó de buscar una explicación

científica al origen de la vida, combatiendo la idea de la generación espontánea.

En el siglo XVII la generación espontánea comienza a cuestionarse. Por ejemplo, Sir

Thomas Browne en su Pseudodoxia Epidemica, subtitulada Enquiries into Very many

Received Tenets, and Commonly Presumed Truths (Indagaciones sobre los principios

tantas veces admitidos y las verdades comúnmente supuestas), de 1646, realizó un

ataque a las falsas creencias y «errores corrientes», aunque sus conclusiones no fueron

aceptadas por la mayoría. Por ejemplo, su contemporáneo Alexander Ross escribió:

Pues poner en cuestión esto [la generación espontánea] es poner en tela de juicio la

razón, los sentidos y la experiencia. Si duda de esto, que se vaya a Egipto y allí se

encontrará con que los campos se plagan de ratones, engendrados del barro del Nilo

para gran calamidad de sus habitantes.10

En 1668, el italiano Francesco Redi, realizó un experimento con el que comprobó que

no aparecía ninguna larva en la carne en descomposición cuando se impedía que las

moscas depositaran en ellas sus huevos. Por otra parte, en 1676, Anton van

Leeuwenhoek descubrió los microorganismos que, según sus dibujos y descripciones,

podrían tratarse de protozoos y bacterias. Esto encendió el interés por el mundo

microscópico.11

El descubrimiento de los microorganismos abrió la puerta para que se

desechara la posibilidad de que los organismos superiores surjan por generación

espontánea, estando reservado este mecanismo para ellos. Desde el siglo XVII en

adelante se ha visto gradualmente que, al menos en el caso de todos los organismos

superiores y visibles a simple vista, era falso lo previamente establecido con respecto a

la generación espontánea. La alternativa parecía ser el aforismo omne vivum ex ovo: es

decir, que todo lo que vive viene de otro ser vivo preexistente (literalmente, del huevo).

Sin embargo, el sacerdote católico inglés John Needham defendió el supuesto de la

abiogénesis para los microorganismos en su obra Observations upon the generation,

composition and descomposition of animal and vegetable substances (Londres, 1749).

Para ello realizó un experimento calentando un caldo mixto de pollo y maíz puesto en

un frasco de boca ancha, y en el que aún aparecieron microbios a pesar de haber sido

tapado con un corcho.

En 1768 Lazzaro Spallanzani probó que los microbios estaban presentes en el aire y se

podían eliminar mediante el hervido. Pero no fue hasta 1861 que Louis Pasteur llevó a

cabo una serie de cuidadosos experimentos que probaron que los organismos como los

hongos y bacterias no aparecían espontáneamente en medios estériles y ricos en

nutrientes, lo cual confirmaba la teoría celular.

Darwin

En una carta a Joseph Dalton Hooker del 1 de febrero de 1871,12

Charles Darwin

escribió:

«Se dice a menudo que hoy en día están presentes todas las condiciones para la

producción de un organismo vivo, y que pudieron haber estado siempre presentes. Pero

si pudiéramos concebir que en algún charquito cálido, encontrando presentes toda suerte

de sales fosfóricas y de amonio, luz, calor, electricidad, etc., que un compuesto proteico

se formara por medios químicos listo para sufrir cambios aún más complejos, a día de

hoy ese tipo de materia sería instantáneamente devorado o absorbido, lo que no hubiera

sido el caso antes de que los seres vivos aparecieran.»

En otras palabras, la presencia de la vida misma hace la búsqueda del origen de la vida

dependiente de las condiciones de esterilidad que se dan en el laboratorio. Más

precisamente, el oxígeno producido por las diferentes formas de vida es muy activo a

escala molecular, lo cual perjudica a cualquier intento de formación de vida.

Aleksandr Oparin (derecha) en el laboratorio.

Primeros planteamientos científicos: Oparin y Haldane

Artículos principales: Aleksandr Oparin y J.B.S. Haldane.

Una vez desechada la generación espontánea, la cuestión del origen de la vida se

retrotraía a intentar explicar el origen de la primera célula. Los conocimientos de la

astronomía y el origen del sistema solar permitían especular sobre las condiciones en

que surgió este sistema vivo. Simultáneamente, Oparin y Haldane elaboraron una serie

de hipótesis estableciendo, a partir de estas posibles condiciones, la secuencia probable

de acontecimientos que originarían la vida.

Hasta 1924 no se realizó ningún progreso real, cuando Aleksandr Ivanovich Oparin

demostró experimentalmente que el oxígeno atmosférico impedía la síntesis de

moléculas orgánicas que son constituyentes necesarios para el surgimiento de la vida.

Según el profesor Loren S. Graham en su ensayo Science, philosophy, and human

behavior in the Soviet Union. New York: Columbia University Press, Oparin recibió el

impulso para comenzar sus investigaciones en un intento de demostrar el materialismo

dialéctico en el contexto de la guerra fría en la antigua Unión de Repúblicas Socialistas

Soviéticas.13

En su obra El origen de la vida en la Tierra,14

15

Oparin exponía una teoría

quimiosintética en la que una «sopa primitiva» de moléculas orgánicas se pudo haber

generado en una atmósfera sin oxígeno a través de la acción de la luz solar. Éstas se

combinarían de una forma cada vez más compleja hasta quedar disueltas en una gotita

de coacervado. Estas gotitas crecerían por fusión con otras y se reproducirían mediante

fisión 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.

El mismo año J. B. S. Haldane también sugirió que los océanos prebióticos de la tierra,

muy diferentes de sus correspondientes actuales, habrían formado una «sopa caliente

diluida» en la cual se podrían haber formado los compuestos orgánicos, los

constituyentes elementales de la vida. Esta idea se llamó biopoesis, es decir, el proceso

por el cual la materia viva surge de moléculas autorreplicantes pero no vivas.16

Condiciones iniciales

El conocimiento de las condiciones iniciales es de extremada importancia para el

estudio del origen de la vida. Para ello se emplea la teoría geoquímica en el estudio de

las rocas antiguas y se efectúan simulaciones de laboratorio y por medio de ordenadores

(experimentos que se denominan in silico). Uno de los puntos centrales es determinar la

disponibilidad de elementos y moléculas esenciales, en especial metales, puesto que son

indispensables como cofactores en la bioquímica actual, así como su estado redox en las

distintas localizaciones.17

Asimismo, es esencial datar las primeras manifestaciones de

la vida para aproximar el lapso de tiempo en el que estamos buscando. Según las

evidencias actuales, aunque están sujetas a controversia, la vida debió aparecer tras el

enfriamiento del planeta que siguió al bombardeo intenso tardío, hace unos 4.000

millones de años. Aunque todos los seres vivos actuales parecen provenir de un único

organismo ancestral, en este apartado cabe preguntarse si hubo varias apariciones

«fortuitas» de formas de vida tras las que sólo sobrevivió una, o si bien esas formas de

vida aún sobreviven porque no sabemos buscarlas, tal vez en ambientes extremos como

en las profundidades de la corteza continental o en el manto.17

Primeras evidencias directas de aparición de la vida

Una de las formas de verificar la actividad biológica es una curiosa propiedad de los

sistemas celulares, como la fotosíntesis que incorporan CO2 de diversas fuentes para

transformarlo en moléculas orgánicas. Existen dos isótopos estables del carbono, C12

y

C13

, siendo estables sus abundancias relativas en la atmósfera. Cuando se incorpora CO2

por un sistema biológico, este prefiere el isótopo más ligero, enriqueciendo las rocas

carbonatadas por el otro isótopo.18

La prueba de una aparición temprana de la vida viene del cinturón supracortical de Isua

en Groenlandia occidental y formaciones similares en las cercanas islas de Akilia. El

carbono que forma parte de las formaciones rocosas tiene una concentración de δ13

C

elemental de aproximadamente −5,5, lo que debido a que en ambiente biótico se suele

preferir el isótopo más ligero del carbono,12

C, la biomasa tiene una δ13

C de entre −20 y

−30. Estas «firmas» isotópicas se preservan en los sedimentos y Mojzis19

ha usado esta

técnica para sugerir que la vida ya existió en el planeta hace 3.850 millones de años.

Lazcano y Miller (1994) sugieren que la rapidez de la evolución de la vida está

determinada por la tasa de agua recirculante a través de las fumarolas submarinas

centrooceánicas. La recirculación completa lleva 10 millones de años, por ello cualquier

compuesto orgánico producido por entonces podría ser alterado o destruido por

temperaturas que excedan los 300 °C. Ambos estiman que el desarrollo a partir de un

genoma de 100 kilobases de un heterótrofo primitivo de ADN/proteínas hasta la

generación de un genoma de 7.000 genes de una cianobacteria filamentosa hubiera

requerido sólo 7 millones de años.20

Composición de la atmósfera, los océanos y la corteza terrestre en el eón

Hadeico

La acreción y formación de la Tierra tuvo que haber tenido lugar en algún momento

hace 4.500 a 4.600 millones de años, según diferentes métodos radiométricos.21

La

diferenciación del manto terrestre, a partir de análisis de la serie samario/neodimio en

rocas de Isua, Groenlandia, pudo haber sido bastante veloz, tal vez en menos de 100

millones de años.22

Posteriores estudios confirman esta formación temprana de las capas

de silicatos terrestres.23

Se ha sugerido que los océanos podrían haber aparecido en el eón Hadeico tan pronto

como 200 millones de años después de la formación de la Tierra,24

en un ambiente

caliente (100 °C) y reductor y con un pH inicial de 5,8 que subió rápidamente hacia la

neutralidad. Esta idea ha sido apoyada por Wilde25

quien elevó la datación de los

cristales de zircón encontrados en cuarcitas metamorfizadas del terrane de gneis del

Monte Narryer, en Australia occidental, del que previamente se pensaba que era de

4.100 - 4.200 millones de años a 4.402 millones de años. Otros estudios realizados más

recientemente en el cinturón de basalto de Nuvvuagittuq, al norte de Quebec,

empleando neodimio-142 confirman, estudiando rocas del tipo falsa anfibolita

(cummingtonita-anfibolita), la existencia muy temprana de una corteza, con una

datación de 4.360 millones de años.26

Esto significa 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 hadeico era enormemente hostil para la vida. Se

habrían dado frecuentes colisiones con grandes objetos cósmicos, incluso de más de 500

kilómetros de diámetro, suficientes para vaporizar el océano durante meses tras el

impacto, lo que formaría nubes de vapor de agua mezclado con polvo de rocas

elevándose a elevadas altitudes que cubrirían 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 siguientes mil años, tras lo cual comenzaría

a llover a una altitud más baja. Durante 2.000 años las lluvias consumirían lentamente

las nubes, devolviendo los océanos a su profundidad original sólo 3.000 años tras el

impacto.27

El posible bombardeo intenso tardío provocado probablemente por los

movimientos posicionales de los planetas gaseosos gigantes, que acribillaron la Luna y

otros planetas interiores (Mercurio, Marte y, posiblemente, la Tierra y Venus) hace

3.800 a 4.100 millones de años probablemente habrían esterilizado el planeta si la vida

ya hubiera aparecido en ese periodo.

Biogénesis en ambiente cálido contra frío

Si se examinan los periodos libres de cataclismos producidos por impactos de meteoros

que impedirían el establecimiento de protoorganismos autoreplicantes, la vida pudo

haberse desarrollado en diferentes ambientes primitivos. El estudio llevado a cabo por

Maher y Stephenson28

muestra que si los sistemas hidrotermales marinos profundos

propician un lugar aceptable para el origen de la vida, la abiogénesis pudo haber

sucedido en fechas tan tempranas como entre hace 4.000 y 4.200 millones de años,

mientras que si hubiera sucedido en la superficie de la Tierra la abiogénesis sólo podría

haber ocurrido hace entre 3.700 y 4.000 millones de años.

Otros trabajos de investigación sugieren un comienzo de la vida más frío. Los trabajos

de Stanley Miller mostraron que los ingredientes de la vida adenina y guanina requieren

condiciones de congelación para su síntesis, mientras que la citosina y el uracilo

precisan temperaturas de ebullición.29

Basándose en estas investigaciones sugirió que el

origen de la vida implicaría condiciones de congelación y meteoritos impactando.30

Un artículo de la publicación Discover Magazine señala hacia la investigación de

Stanley Miller indicando que se pueden formar siete aminoácidos diferentes y 11 tipos

de nucleobases en hielo, como cuando se dejó amoníaco y cianuro en el hielo antártico

entre 1972 y 1997,31

así como a la investigación llevada a cabo por Hauke Trinks

mostrando la formación de moléculas de ARN de 400 bases de longitud en condiciones

de congelación utilizando un molde de ARN (una cadena sencilla de ARN que guía la

formación de una nueva cadena). A medida que la nueva cadena de ARN crecía, los

nuevos nucleótidos se iban adhiriendo al molde.32

La explicación dada para la inusitada

velocidad de estas reacciones a semejante temperatura es que se trataba de una

congelación eutéctica. A medida que se forman cristales de hielo, éste permanece puro:

sólo las moléculas de agua se unen al cristal en crecimiento, mientras que las impurezas

como la sal o el cianuro quedan excluidas. Estas impurezas acaban apiñadas en bolsillos

microscópicos de líquido entre el hielo, y es esta concentración lo que hace que las

moléculas choquen entre sí con más frecuencia.33

La evolución y su relación con los modelos actuales del

origen de la vida

Se ha discutido si el origen de la vida y el origen del proceso de evolución surgieron al

mismo tiempo. Se ha postulado que, de forma equivalente a como actúa el proceso de

evolución en los seres vivos, también actuarían los mecanismos evolutivos en

compuestos químicos antes de que hubiese vida. En este sentido, científicos como

Martin A. Nowak y Hisashi Ohtsuki han postulado cómo y cuándo la cinética química

pasa a convertirse en una dinámica evolutiva, formulando una teoría matemática general

para el origen de la evolución. En ella se describe la previda como un alfabeto de

activos monómeros que forman al azar polímeros, siendo un sistema generativo que

puede producir la información, en la que originalmente se presenta una preevolutiva

dinámica de selección y mutación, pero no replicación, a diferencia de la vida. A partir

de análisis matemático se concluye que las mejores y más competentes candidatas

moleculares para la vida ya habían sido seleccionadas antes incluso de que empezaran a

reproducirse. Igualmente, aunque la previda es un andamiaje en que se basa la vida,

existe una fase de transición en la que, si la tasa efectiva de replicación supera un valor

crítico, entonces la vida compite con la previda y, finalmente, la vida destruye a la

previda.34

Modelos actuales

No existe un modelo generalizado del origen de la vida. Los modelos actualmente más

aceptados se construyen de uno u otro modo sobre cierto número de descubrimientos

acerca del origen de los componentes celulares y moleculares de la vida, enumerados en

el orden más o menos aproximado en el que se postula su emergencia:

1. Las posibles condiciones prebióticas terminaron con la creación de ciertas

moléculas pequeñas básicas (monómeros) de la vida, como los aminoácidos.

Esto fue demostrado en el experimento Urey-Miller llevado a cabo por Stanley

L. Miller y Harold C. Urey en 1953.

2. Los fosfolípidos (de una longitud adecuada) pueden formar espontáneamente

bicapas lipídicas, uno de los dos componentes básicos de la membrana celular.

3. La polimerización de los nucleótidos en moléculas de ARN al azar pudo haber

dado lugar a ribozimas autorreplicantes (hipótesis del mundo de ARN).

4. Las presiones de selección para una eficiencia catalítica y una diversidad mayor

terminaron en ribozimas que catalizaban la transferencia de péptidos (y por ende

la formación de pequeñas proteínas), ya que los oligopéptidos formaban

complejos con el ARN para formar mejores catalizadores. De ese modo surgió el

primer ribosoma y la síntesis de proteínas se hizo más prevalente.

5. Las proteínas superan a las ribozimas en su capacidad catalítica y por tanto se

convierten en el biopolímero dominante. Los ácidos nucleicos quedan

restringidos a un uso predominantemente genómico.

El origen de las biomoléculas básicas, aunque aún no se ha establecido, es menos

controvertido que el significado y orden de los pasos 2 y 3. Los reactivos químicos

inorgánicos básicos a partir de los cuales se formó la vida son el metano, amoníaco,

agua, sulfuro de hidrógeno (H2S), dióxido de carbono y anión fosfato.

Aún no se ha sintetizado una protocélula utilizando los componentes básicos que tenga

las propiedades necesarias para la vida (el llamado enfoque «de abajo a arriba»). Sin

esta prueba de principio, las explicaciones tienden a quedarse cortas. No obstante,

algunos investigadores están trabajando en este campo, como por ejemplo Jack Szostak

de la Universidad Harvard. Otros autores han argumentado que un enfoque «de arriba a

abajo» sería más asequible. Uno de estos intentos fue realizado por Craig Venter y

colaboradores en el Institute for Genomic Research. Utilizaba ingeniería genética con

células procariotas existentes con una cantidad de genes progresivamente menor,

intentando discernir en qué punto se alcanzaban los requisitos mínimos para la vida. El

biólogo John Desmon Bernal acuñó el término biopoiesis para este proceso, y sugirió

que había un número de «estadios» claramente definidos que se podían reconocer a la

hora de explicar el origen de la vida:

Estadio 1: El origen de los monómeros biológicos.

Estadio 2: El origen de los polímeros biológicos.

Estadio 3: La evolución desde lo molecular a la célula.

Bernal sugirió que la evolución darwiniana pudo haber comenzado temprano, en algún

momento entre los dos primeros estadios listados.

Origen de las moléculas orgánicas

El experimento de Miller y Urey intentó recrear las condiciones químicas de la Tierra

primitiva en el laboratorio y sintetizó algunos de los «ladrillos» de la vida.

Los experimentos de Miller

Artículo principal: Experimento de Miller y Urey.

Los experimentos, que comenzaron en 1953, fueron llevados a cabo por Stanley Miller

bajo condiciones simuladas que recordaban aquellas que se pensaba que habían existido

poco después de que la Tierra comenzara su acreción a partir de la nebulosa solar

primordial. Los experimentos se llamaron «experimentos de Miller». 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, amoníaco e hidrógeno). No obstante la composición de la atmósfera terrestre

prebiótica aún resulta materia de debate. Otros gases menos reductores proporcionan

una producción y variedad menores. En su momento se pensó que cantidades

apreciables de oxígeno molecular estaban presentes en la atmósfera prebiótica, y

habrían impedido esencialmente la formación de moléculas orgánicas. No obstante, el

consenso científico actual es que éste no era el caso. El experimento mostraba que

algunos de los monómeros orgánicos básicos (como los aminoácidos) que forman los

ladrillos de los polímeros de la vida moderna se pueden formar espontáneamente. Las

moléculas orgánicas más simples están lejos de lo que es una vida autorreplicante

completamente funcional, pero en un ambiente sin vida preexistente estas moléculas se

podrían haber acumulado y proporcionado un ambiente rico para la evolución química

(teoría de la sopa).

Por otra parte, la formación espontánea de polímeros complejos a partir de los

monómeros generados abióticamente bajo esas condiciones no es un proceso tan

sencillo. Además de los monómeros orgánicos básicos necesarios, durante los

experimentos también se formaron en altas concentraciones compuestos que podrían

haber impedido la formación de la vida.

Se ha postulado otras fuentes de moléculas complejas, incluyendo fuentes de origen

extraterrestre, estelares o interestelares. Por ejemplo, a partir de análisis espectrales, se

sabe que las moléculas orgánicas están presentes en meteoritos y cometas. En el 2004,

un equipo detectó trazas de hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH's) en una

nebulosa, siendo la molécula más compleja hasta la fecha encontrada en el espacio. El

uso de PAH's también ha sido propuesto como un precursor del mundo de ARN en la

hipótesis del mundo de PAH's (PAH world).

Sidney W. Fox.

Se puede argumentar que el cambio más crucial que aún sigue sin recibir respuesta por

esta teoría es cómo estos «ladrillos» orgánicos relativamente simples polimerizan y

forman estructuras más complejas, interactuando de modo consistente para formar una

protocélula. Por ejemplo, en un ambiente acuoso, la hidrólisis de oligómeros/polímeros

en sus constituyentes monoméricos está energéticamente favorecida sobre la

condensación de monómeros individuales en polímeros. Además, el experimento de

Miller produce muchas sustancias que acabarían dando reacciones cruzadas con los

aminoácidos o terminando la cadena peptídica.

Los experimentos de Fox

Entre las décadas de los 50 y los 60, Sidney W. Fox estudiaba la formación espontánea

de estructuras peptídicas bajo condiciones que posiblemente pudieran haber existido

tempranamente en la historia de la Tierra. Demostró que los aminoácidos podían formar

espontáneamente pequeños péptidos. Estos aminoácidos y pequeños péptidos podían

haber sido estimulados para formar membranas esféricas cerradas, llamadas

microesferas. Fox describió este tipo de formaciones como «protocélulas», esferas de

proteínas que podían crecer y reproducirse.

Los experimentos de Joan Oró

El científico español Joan Oró obtuvo en sus experimentos sobre el origen de la vida

bases nitrogenadas, que son los elementos fundamentales del ADN.

En 1961 Juan Oró, añadió ácido cianhídrico al caldo primigenio y obtuvo algunas

purinas. En 1962, en otro experimento, añadió formaldehído y consiguió la síntesis de

dos azúcares, ribosa y desoxirribosa, componentes de soporte de los ácidos nucleicos en

el ADN y ARN.

Hipótesis de Eigen

A principios de los años 1970 se organizó una gran ofensiva al problema del origen de

la vida por un equipo de científicos reunidos en torno a Manfred Eigen, del instituto

Max Planck. Intentaron examinar los estados transitorios entre el caos molecular de una

sopa prebiótica y los estados transitorios de un hiperciclo de replicación, entre el caos

molecular en una sopa prebiótica y sistemas macromoleculares autorreproductores

simples.

En un hiperciclo, el sistema de almacenamiento de información (posiblemente ARN)

produce una enzima, que cataliza la formación de otro sistema de información en

secuencia hasta que el producto del último ayuda a la formación del primer sistema de

información. Con un tratamiento matemático, los hiperciclos pueden crear

cuasiespecies, que a través de selección natural entraron en una forma de evolución

darwiniana. Un impulso a la teoría del hiperciclo fue el descubrimiento de que el ARN,

en ciertas circunstancias, se transforma en ribozimas (una forma de enzima de ARN)

capaces de catalizar sus propias reacciones químicas.

Hipótesis de Wächstershäuser

Fumarolas negras. Algunas teorías afirman que la vida surgió en las proximidades algún

tipo de fuente hidrotermal submarina.

Artículo principal: Teoría del mundo de hierro-sulfuro.

Otra posible respuesta a este misterio de la polimerización fue propuesta por Günter

Wächtershäuser en 1980, en su teoría del hierro-sulfuro. En esta teoría, postuló la

evolución de las rutas (bio) químicas como el fundamento de la evolución de la vida.

Incluso presentó un sistema consistente para rastrear las huellas de la actual bioquímica

desde las reacciones ancestrales que proporcionaban rutas alternativas para la síntesis de

«ladrillos orgánicos» a partir de componentes gaseosos simples.

Al contrario que los experimentos clásicos de Miller, que dependían de fuentes externas

de energía (como relámpagos simulados o irradiación UV), los «sistemas de

Wächstershäuser» vienen con una fuente de energía incorporada, los sulfuros de hierro

y otros minerales (por ejemplo la pirita). La energía liberada a partir de las reacciones

redox de esos sulfuros metálicos, no sólo estaba disponible para la síntesis de moléculas

orgánicas, sino también para la formación de oligómeros y polímeros. Se lanza por ello

la hipótesis de que tales sistemas podrían ser capaces de evolucionar hasta formar

conjuntos autocatalíticos de entidades autorreplicantes metabólicamente activas que

serían los precursores de las actuales formas de vida.

El experimento tal y como fue llevado a cabo rindió una producción relativamente

pequeña de dipéptidos (del 0,4% al 12,5 %) y una producción inferior de tripéptidos

(0,003%) y los autores advirtieron que «bajo estas mismas condiciones los dipéptidos se

hidrolizaban rápidamente.»35

Otra crítica del resultado es que el experimento no incluía

ninguna organomolécula que pudiera con mayor probabilidad dar reacciones cruzadas o

terminar la cadena (Huber y Wächsterhäuser, 1998).

La última modificación de la hipótesis del hierro-sulfuro fue propuesta por William

Martin y Michael Russell en 2002.36

De acuerdo con su escenario, las primeras formas

celulares de vida pudieron haber evolucionado dentro de las llamadas «chimeneas

negras» en las profundidades donde se encuentran las zonas de expansión del fondo

oceánico. Estas estructuras consisten en cavernas a microescala que están revestidas por

delgadas paredes membranosas de sulfuros metálicos. Por tanto, estas estructuras

resolverían varios puntos críticos de los sistemas de Wächstershäuser «puros» de una

sola vez:

1. Las microcavernas proporcionan medios para concentrar las moléculas recién

sintetizadas, por tanto aumentando la posibilidad de formar oligómeros.

2. Los abruptos gradientes de temperatura que se encuentran dentro de una

chimenea negra permiten establecer «zonas óptimas» de reacciones parciales en

diferentes regiones de la misma (por ejemplo la síntesis de monómeros en las

zonas más calientes, y la oligomerización en las zonas más frías).

3. El flujo de agua hidrotermal a través de la estructura proporciona una fuente

constante de «ladrillos» y energía (sulfuros metálicos recién precipitados).

4. El modelo permite una sucesión de diferentes pasos de evolución celular

(química prebiótica, síntesis de monómeros y oligómeros, síntesis de péptidos y

proteínas, mundo de ARN, ensamblaje de ribonucleoproteínas y mundo de

ADN) en una única estructura, facilitando el intercambio entre todos los estadios

de desarrollo.

5. La síntesis de lípidos como medio de «aislar» las células del medio ambiente no

es necesaria hasta que básicamente estén todas las funciones celulares

desarrolladas.

Este modelo sitúa al último antepasado común universal (LUCA, del inglés Last

Universal Common Ancestor) dentro de una chimenea negra, en lugar de asumir la

existencia de una forma de vida libre de LUCA. El último paso evolutivo sería la

síntesis de una membrana lipídica que finalmente permitiera al organismo abandonar el

sistema en el interior de la microcaverna de las chimeneas negras y comenzar su vida

independiente. Este postulado de una adquisición tardía de los lípidos es consistente con

la presencia de tipos completamente diferentes de lípidos de membrana en

arqueobacterias y eubacterias (más los eucariotas) con una fisiología altamente similar

en todas las formas de vida en otros aspectos.

Otro asunto sin resolver en la evolución química es el origen de la homoquiralidad. Por

ejemplo, todos los monómeros tienen la misma «mano dominante» (los aminoácidos

son zurdos y los ácidos nucleicos y azúcares son diestros). La homoquiralidad es

esencial para la formación de ribozimas funcionales (y probablemente también de

proteínas). El origen de la homoquiralidad podría explicarse simplemente por una

asimetría inicial por casualidad seguida de una descendencia común.

Los trabajos llevados a cabo en 2003 por científicos de Purdue identificaron el

aminoácido serina como la probable raíz que provoca la homoquiralidad de las

moléculas. La serina produce enlaces particularmente fuertes con los aminoácidos de la

misma quiralidad, lo cual resulta en un grupo de ocho moléculas que podrían todas ella

ser diestras o zurdas. Esta propiedad se contrapone a la de otros aminoácidos que son

capaces de formar enlaces débiles con los aminoácidos de quiralidad opuesta. Aunque el

misterio de por qué acabó siendo dominante la serina zurda aún está sin resolver, los

resultados sugieren una respuesta a la cuestión de la transmisión quiral: el cómo las

moléculas orgánicas de una quiralidad mantienen la dominancia una vez que se

establece la asimetría.

Teoría de la playa radiactiva

Zachary Adam,37

de la Universidad de Washington en Seattle, afirma que procesos

mareales mayores que los actuales, producidos por una luna situada a una distancia

mucho menor podrían haber concentrado partículas radiactivas de uranio y otros

elementos radiactivos en la marea alta en las playas primordiales donde debieron haber

sido los responsables de generar los componentes elementales de la vida. De acuerdo

con los modelos de computación publicados en Astrobiology38

un depósito de tales

materiales radiactivos podría haber mostrado la misma reacción nuclear autosostenida

que se encuentra en el yacimiento de uranio de Oklo, en Gabón. Esta arena radiactiva

proporciona suficiente energía para generar moléculas orgánicas, como aminoácidos y

azúcares a partir de acetonitrilo procedente del agua. La monazita radiactiva también

libera fosfatos solubles en las regiones que se encuentran entre los granos de arena,

haciéndolos biológicamente accesibles. Así pues los aminoácidos, azúcares y fosfatos

solubles pueden ser producidos simultáneamente, de acuerdo con Adam. Los actínidos

radiactivos, que entonces se encontraban en mayores concentraciones, pudieron haber

formado parte de complejos órgano-metálicos. Estos complejos pudieron haber sido

importantes como primeros catalizadores en los procesos de la vida.

John Parnell, de la Universidad de Aberdeen, sugiere que tales procesos formaron parte

del «crisol de la vida» en los comienzos de cualquier planeta rocoso hasta que éste fuera

lo suficientemente grande para generar un sistema de tectónica de placas que aportara

minerales radiactivos a la superficie. Puesto que se cree que la Tierra en sus orígenes

estaba formada por muchas «microplacas», se darían condiciones favorables para este

tipo de procesos.

Homoquiralidad

Algunos procesos de la evolución química deberían explicar el origen de la

homoquiralidad, es decir, el hecho de que todos los componentes elementales de los

seres vivos tienen la misma quiralidad, siendo los aminoácidos levógiros, los azúcares

ribosa y desoxirribosa de los ácidos nucleicos son dextrógiros, así como los

fosfoglicéridos quirales. Se pueden sintetizar moléculas quirales, pero en ausencia de

una fuente de quiralidad o de un catalizador quiral se forman en una mezcla 50/50 de

ambos enantiómeros, a la cual se le llama mezcla racémica. Clark sugirió que la

homoquiralidad pudo comenzar en el espacio, puesto que los estudios sobre los

aminoácidos del meteorito Murchison mostraron que la L-alanina era dos veces más

frecuente que la forma D, y el ácido L-glutámico era 3 veces más prevalente que su

contrapartida dextrógira. Se ha sugerido que la luz polarizada tuvo el poder de destruir

uno de los enantiómeros dentro del disco protoplanetario. Noyes ha demostrado que la

desintegración beta provocaba la destrucción de la D-leucina en una mezcla racémica y

que la presencia de 14

C, presente en grandes cantidades en las sustancias orgánicas del

ambiente temprano de la tierra, podría haber sido la causa.39

Robert M. Hazen ha

publicado informes de experimentos realizados en distintas superficies cristalinas

quirales que actuaban como posibles lugares de concentración y ensamblaje de

monómeros quirales en macromoléculas.40

Una vez estabilizado el sistema, la quiralidad

podría haber sido seleccionada favorablemente por la evolución.41

Los trabajos con

compuestos orgánicos encontrados en meteoritos tienden a sugerir que la quiralidad es

una característica de la síntesis abiogénica, puesto que los aminoácidos actuales son

levógiros, mientras que los azúcares son predominantemente dextrógiros.42

Autoorganización y replicación

Artículo principal: Autoorganización.

Si se considera, como a menudo sucede, que la autoorganización y autoreplicación son

los procesos principales que caracterizan a los sistemas vivos, hay que decir que hay

muchos tipos de moléculas abióticas que exhiben estas características en las condiciones

adecuadas. Por ejemplo, Martin y Russel mostraron que la formación de un

compartimento distinto del ambiente por membranas celulares y la autoorganización de

reacciones redox autocontenidas son los atributos más conservados entre los seres

vivos, y esto les lleva a argumentar que la materia inorgánica con estos atributos

podrían estar entre los atributos más probables del antepasado común de todos los seres

vivos.43

De las moléculas orgánicas a las protocélulas

La cuestión de cómo unas moléculas orgánicas simples forman una protocélula lleva

mucho tiempo sin respuesta, pero existen muchas hipótesis. Algunas de éstas postulan

una temprana aparición de los ácidos nucleicos (teorías denominadas «primero los

genes») mientras que otras postulan que primero aparecieron las reacciones bioquímicas

y las rutas metabólicas (las «primero el metabolismo»). Recientemente están

apareciendo tendencias con modelos híbridos que combinan aspectos de ambas.

Modelos «primero los genes»: el mundo de ARN

ARN con sus bases nitrogenadas a la izquierda y ADN a la derecha.

Artículo principal: Hipótesis del mundo de ARN.

La hipótesis del mundo de ARN fue enunciada por Walter Gilbert, de Harvard, con base

en los experimentos de Thomas Cech (Universidad de Colorado) y Sidney Altman

(Yale) en 1980.44

Sugiere que las moléculas relativamente cortas de ARN se podrían

haber formado espontáneamente de modo que fueran capaces de catalizar su propia

replicación continua. Es difícil de calibrar la probabilidad de esta formación. Se han

expuesto algunas hipótesis de cómo pudo haber sucedido. Las primeras membranas

celulares pudieron haberse formado espontáneamente a partir de proteinoides

(moléculas similares a proteínas que se producen cuando se calientan soluciones de

aminoácidos). Cuando están presentes a la concentración correcta en solución acuosa,

forman microesferas que, según se ha observado, presentan una conducta similar a los

compartimentos rodeados de membrana.

Otras posibilidades incluyen sistemas de reacciones químicas que tienen lugar en el

interior de sustratos de arcilla o en la superficie de rocas piríticas. Entre los factores que

apoyan un papel importante para el ARN en la vida primitiva se incluye su habilidad

para replicar (véase el Monstruo de Spiegelman); su habilidad para actuar tanto para

almacenar información y catalizar reacciones químicas (como ribozimas); su papel

extremadamente importante como intermediario en la expresión y mantenimiento de la

información genética (en forma de ADN) en los organismos modernos y en la facilidad

de su síntesis química o al menos de los componentes de la molécula bajo las

condiciones aproximadas de la Tierra primitiva. Se han producido artificialmente en el

laboratorio moléculas de ARN relativamente cortas capaces de duplicar a otras.45

Un punto de vista ligeramente distinto sobre esta misma hipótesis es la de que un tipo

diferente de ácido nucleico, como los ácidos nucleicos peptídicos (ANP) o los ácidos

nucleicos de treosa (TNA) fueron los primeros en emerger como moléculas

autorreproductoras para ser reemplazadas por el ARN sólo después.46

47

Aún quedan algunos problemas con la hipótesis del mundo de ARN, en particular la

inestabilidad del ARN cuando se expone a la radiación ultravioleta, la dificultad de

activar y ligar los nucleótidos y la carencia de fosfato disponible en solución requerida

para construir su columna vertebral y la inestabilidad de la base citosina (que es

susceptible a la hidrólisis). Recientes experimentos también sugieren que las

estimaciones originales del tamaño de una molécula de ARN capaz de autorreplicación

eran muy probablemente ampliamente subestimadas. Formas más modernas de la teoría

del mundo de ARN proponen que una simple molécula era capaz de autorreplicación

(que otro «mundo» por tanto evolucionó con el tiempo hasta producir el mundo de

ARN). En este momento, no obstante, las distintas hipótesis tienen insuficientes pruebas

que lo apoyen. Muchas de éstas pueden ser simuladas y probadas en el laboratorio, pero

la ausencia de rocas sedimentarias sin alterar de un momento tan temprano en la historia

de la Tierra nos deja pocas oportunidades de probar robustamente esta hipótesis.

Modelos «primero el metabolismo»: el mundo de hierro-sulfuro y otros

Artículo principal: Teoría del mundo de hierro-sulfuro.

Chimeneas de Tynagh (círculos oscuros) junto con burbujas. Según una teoría

48 los

lugares donde surgió el metabolismo podrían ser semejantes a estas formaciones.

Algunos modelos rechazan la idea de la autorreplicación de un «gen desnudo» y

postulan la emergencia de un metabolismo primitivo que pudo proporcionar un

ambiente para la posterior emergencia de la replicación del ARN. Una de las más

tempranas encarnaciones de esta idea fue presentada en 1924 por la noción de

Alexander Oparin de primitivas vesículas autorreplicantes que precedieron al

descubrimiento de la estructura del ADN. Las variantes más recientes de los años 1980

y 1990 incluyen la teoría del mundo de hierro-sulfuro de Günter Wächtershäuser y

modelos presentados por Christian de Duve basados en la química de los tioésteres.

Entre algunos modelos más abstractos y teóricos de la plausibilidad de la emergencia

del metabolismo sin la presencia de genes se incluye un modelo matemático presentado

por Freeman Dyson a principios de los años 1980 y la noción de Stuart Kauffman de

conjuntos colectivamente autocatalíticos, discutidos ya avanzada la década. Sin

embargo, la idea de que un ciclo metabólico cerrado, como el ciclo reductor del ácido

cítrico propuesto por Günter Wächstershäuser, pudo formarse espontáneamente, aún

permanece sin pruebas. De acuerdo con Leslie Orgel, un líder en los estudios sobre el

origen de la vida durante algunas de las pasadas décadas, hay razones para creer que la

afirmación permanecerá así. En un artículo titulado Self-Organizing Biochemichal

Cycles,49

Orgel resume su análisis de la propuesta estipulando que «por ahora no existe

razón para esperar que ciclos de múltiples pasos como el ciclo reductor del ácido

cítrico pudiera autoorganizarse en la superficie de FeS/FeS2 o de algún otro mineral».

Es posible que otro tipo de ruta metabólica fuera usado en los comienzos de la vida. Por

ejemplo, en lugar del ciclo reductivo del ácido cítrico, la ruta abierta del acetil-CoA

(otra de las cuatro vías reconocidas de fijación de dióxido de carbono en la naturaleza

actualmente) podría ser más compatible con la idea de autoorganización en una

superficie de sulfuro metálico. La enzima clave de esta vía, monóxido de carbono

deshidrogenasa/acetil-CoA tiene anclados grupos mixtos de sulfuro de hierro y níquel

en sus centros de reacción y cataliza la formación de acetil-CoA (que podría ser

recordado como una forma moderna de acetilo-tiol) en un único paso.

Teoría de la burbuja

Las olas que rompen en las costas crean una delicada espuma compuesta por burbujas.

Los vientos que barren el océano tienen tendencia a llevar cosas a la costa, de forma

similar a la madera que se junta a la deriva en una playa. Es posible que las moléculas

orgánicas se pudieran concentrar en los bordes costeros de un modo parecido. Las aguas

costeras más someras también tienden a ser más cálidas, concentrando más tarde las

moléculas orgánicas por evaporación. Mientras las burbujas formadas mayormente por

agua estallan rápidamente, sucede que las burbujas de grasas son mucho más estables,

dándole más tiempo a cada burbuja en particular para llevar a cabo estos cruciales

experimentos.

Los fosfolípidos son un buen ejemplo de un compuesto graso que se cree que fue

prevalente en los mares prebióticos. Debido a que los fosfolípidos contienen una cabeza

hidrofílica en un extremo y una cola hidrofóbica en el otro, tienen tendencia a formar

espontáneamente bicapas lipídicas en agua. Una burbuja de monocapa lipídica sólo

puede contener grasa y una burbuja de bicapa lipídica sólo puede contener agua y fue un

probable precursor de las modernas membranas celulares. Si una proteína acaba

incrementando la integridad de su burbuja nodriza, entonces la burbuja tiene una gran

ventaja y acaba situándose en la cúspide de la selección natural. La primitiva

reproducción se podría visualizar cuando las burbujas estallaban, liberando el resultado

del experimento en su medio circundante. Una vez que se libera una cantidad suficiente

del «material correcto», el desarrollo de los primeros procariotas, eucariotas y

organismos multicelulares se podía lograr.50

De modo similar, las burbujas formadas

completamente por moléculas similares a proteínas, llamadas microesferas, se formarían

espontáneamente bajo las condiciones adecuadas. Pero no hay precursores probables de

las modernas membranas celulares, puesto que las membranas celulares están

compuestas primariamente de componentes lipídicos más que de componentes

aminoacídicos.

Un modelo reciente puesto a punto por Fernando y Rowe51

sugiere que el confinamiento

de un metabolismo autocatalítico no-enzimático dentro de las protocélulas podría haber

sido un modo de evitar el problema de las reacciones colaterales que son típicas de los

modelos de «metabolismo primero».

Modelos híbridos

Una creciente comprensión de los fallos de los modelos que consideran puramente

«primero los genes» o «primero el metabolismo» está llevando a tendencias hacia

modelos que incorporan aspectos de ambos. Concretamente, y basándose en la

implausibilidad logística del modelo de mundo de ARN, Robert Griffith ha establecido

un modelo de cooperación entre el ARN, los primitivos péptidos y lípidos cuya

secuencia sería como sigue: la materia orgánica generada mediante síntesis abiótica en

los océanos primitivos se separaría en fases por densidad y solubilidad. La síntesis de

monómeros complejos y también de polímeros tendría lugar en superficies hidrofílicas y

en sus proximidades (interfases) tanto con el medio acuoso como aéreo. La replicación

y la traducción encontrarían su lugar idóneo en la interfase de elementos emulsificados

de carácter hidrofóbico. Los primeros ácidos nucleicos codificarían preferentemente

arginina. Estos péptidos enriquecidos en arginina servirían para secuestrar y transferir

enlaces de fosfato ricos en energía. Esto haría que los péptidos fueran esenciales para el

mantenimiento de los ácidos nucleicos, ricos en fosfato, y al mismo tiempo los

mantendrían cerca de las interfases lipídicas.52

Otros modelos

Autocatálisis

El etólogo británico Richard Dawkins escribió sobre la autocatálisis como una

explicación potencial para el origen de la vida en su libro La historia del antepasado

(2004). Los autocatalizadores son substancias que catalizan su propia producción y

tienen por tanto la propiedad de ser un replicador molecular simple. En este libro,

Dawkins cita experimentos llevados a cabo por Julius Rebek y colaboradores en el

Sripps Research Institute de California en el que combinan aminoadenosina y éster de

pentafluorofenilo con el autocatalizador éster triácido de aminoadenosina (AATE). Un

sistema del experimento contenía variantes de AATE que catalizaban su propia síntesis.

Este experimento demostraba la posibilidad de que la autocatálisis podía mostrar

competición entre una población de entidades con herencia, que podía ser interpretada

como una forma rudimentaria de selección natural.

Teoría de la arcilla

Graham Cairns-Smith, de la Universidad de Glasgow, presentó una hipótesis sobre el

origen de la vida en 1985 basada en la arcilla y fue adoptada como una ilustración

plausible por sólo unos pocos científicos (incluyendo a Richard Dawkins). La teoría de

la arcilla postula que las moléculas orgánicas complejas crecieron gradualmente en una

plataforma de replicación no orgánica preexistente —cristales de silicato en

disolución—. La complejidad de las moléculas acompañantes que se desarrollaba como

una función de las presiones de selección en tipos de cristales de arcilla es entonces

extraída para servir a la replicación de moléculas orgánicas independientemente de su

«pista de despegue» en su silicato.

Cairns-Smith es un firme crítico de otros modelos de evolución química.53

No obstante,

él admite que, como muchos modelos del origen de la vida, el suyo también tiene

defectos (Horgan 1991). Es verdaderamente, «sacar la vida de debajo de las piedras».

Peggy Rigou del Instituto Nacional de Investigación Agronómica de EE. UU. (INRA),

en Jouy-en-Josas, Francia, publicó en la edición del 11 de febrero de Science News que

los priones son capaces de unirse a partículas de arcilla y abandonar estas partículas

cuando la arcilla se carga negativamente. Aunque no se hace ninguna referencia en el

apartado de implicaciones para las teorías del origen de la vida, esta investigación

podría sugerir que los priones son una ruta probable hacia las primeras moléculas

reproductoras. En 2007, Kahr y colaboradores publicaron sus experimentos que

examinan la idea de que los cristales pueden actuar como una fuente de información

transferible, usando cristales de ftalato de potasio hidrogenado. Los cristales «madre»

con imperfecciones fueron cortados y usados como semillas para criar cristales «hijos»

a partir de la disolución. Entonces examinaron la distribución de las imperfecciones en

el sistema cristalino y encontraron que las imperfecciones de los cristales madre

realmente se reproducían en los hijos. Los cristales hijos tenían muchas imperfecciones

adicionales. Para una conducta paragenética las imperfecciones adicionales deberían ser

mucho menores que las de los padres, y de ahí que Kahr concluya que los cristales «no

eran lo suficientemente fieles como para almacenar información de una generación a la

siguiente».54

55

Modelo de Gold de «Biosfera profunda y caliente»

El descubrimiento de los nanobios (estructuras filamentosas más pequeñas que las

bacterias que contienen ADN) en rocas profundas, llevó a una teoría controvertida

presentada por Thomas Gold a principios de los años 1990 en la que se exponía que la

vida se desarrolló al principio no en la superficie de la Tierra, sino varios kilómetros

bajo la superficie. Ahora se sabe que la vida microbiana es abundante a más de cinco

kilómetros bajo la superficie de la Tierra en forma de arqueobacterias, que se considera

que se originaron o antes o aproximadamente al mismo tiempo que las eubacterias,

muchas de las cuales viven en la superficie (incluyendo los océanos). Se ha afirmado

que el descubrimiento de vida microbiana bajo la superficie de otro cuerpo del Sistema

Solar daría un crédito significativo a esta teoría. También decía que un suministro de

nutrientes de una fuente profunda e inalcanzable promovería la supervivencia porque la

vida que surge en un montón de materia orgánica probablemente consumiría todo su

alimento y acabaría extinguiéndose.

El mundo de lípidos

Hay una teoría que afirma que las primeras substancias autorreplicantes eran de tipo

lipídico.56

Se sabe que los fosfolípidos forman bicapas en el agua si están sometidas a

agitación. Esta estructura es idéntica a la de las membranas celulares. Estas moléculas

no se encontraban en la tierra primigenia, aunque otras cadenas anfifílicas largas

también forman membranas. Además, estos cuerpos se pueden expandir por inserción

de lípidos adicionales, y bajo una expansión excesiva pueden sufrir escisiones

espontáneas que conservan el mismo tamaño y composición de lípidos en ambas

progenies. La idea principal de esta teoría es que la composición molecular de los

cuerpos lipídicos es la primera forma de almacenar información y la evolución conduce

a la aparición de entidades poliméricas como el ARN o el ADN que pueden almacenar

información favorablemente. Aún no se ha hablado de ningún mecanismo que apoye la

teoría del mundo de lípidos.

El modelo del polifosfato

El problema con muchos de los modelos de abiogénesis es que el equilibrio

termodinámico favorece a los aminoácidos dispersos antes que a sus polímeros, los

polipéptidos; es decir, que la polimerización es endotérmica. Lo que hace falta es una

causa que promueva la polimerización. Una solución al problema puede encontrarse en

las propiedades de los polifosfatos.57

58

Los polifosfatos se forman por la polimerización

de los iones ordinarios de monofosfato (PO4-3

) bajo la acción de la radiación

ultravioleta. Los polifosfatos pueden catalizar la polimerización de los aminoácidos a

polipéptidos, reduciendo la barrera de energía y haciendo así factible el proceso.

Hipótesis del mundo de HAP

Ensamblaje de un apilamiento de HAPs.

Artículo principal: Hipótesis del mundo de HAP.

Se ha postulado otras fuentes de moléculas complejas, incluyendo algunas de origen

extraterrestre, estelar o interestelar. Por ejemplo, se sabe a partir de análisis espectrales

y directos que las moléculas orgánicas están presentes en cometas y meteoritos. En

2004, un equipo de investigación detectó trazas de hidrocarburos aromáticos

policíclicos (HAPs) en una nebulosa.59

Éstas son las moléculas más complejas

encontradas en el espacio hasta el momento. El uso de los HAP ha sido también

propuesto como precursor del mundo de ARN en la hipótesis del mundo de HAP.60

El

Telescopio espacial Spitzer ha detectado recientemente una estrella, la HH 46-IR, que

está formándose en un proceso similar al del Sol. En el disco de material que rodea la

estrella hay una gran variedad de moléculas que incluyen los compuestos de cianuro,

hidrocarburos e hidróxido de carbono. También se han encontrado HAPs por toda la

superficie de la galaxia M81, que está a 12 millones de años luz de la Tierra,

confirmando su amplia distribución en el espacio.61

El modelo de la ecopoiesis

El modelo de la ecopoiesis ha sido desarrollado por los científicos brasileños Félix de

Sousa y Rodrigues Lima.62

Es un modelo que integra elementos y observaciones de

varios otros. En esta teoría es el ambiente físico (Οικος) el que promueve la aparición

de la vida en los estadios tempranos en lugar de hacerlo la aparición al azar de

organismos que posteriormente condicionan el entorno, en especial, en cuanto a la

acumulación de oxígeno. Propone que los ciclos geoquímicos de los elementos

biogénicos, dirigidos por una atmósfera primordial rica en oxígeno procedente de la

fotólisis del vapor de agua evaporado de los océanos e hipercarbónica, pudieron ser la

base de un metabolismo planetario de carácter espacialmente continuo y global, que

habría precedido y condicionado la aparición gradual de una vida como la actual,

organizada en organismos discontinuos (individualizados). Algunas de sus predicciones

serían las siguientes:

La fotólisis y posterior escape del hidrógeno acumularían una cantidad

significativa de oxígeno en la atmósfera primitiva.

Se generaría un potencial redox entre las zonas de producción fotolítica de

oxígeno y el ambiente submarino con minerales reductores, en especial, de

hierro divalente.

Estas interacciones darían lugar a un metabolismo global de base geoquímica, el

holoplasma, con la aparición de «ciclos» (como los actuales del carbono o del

fosfato) de elementos biogénicos.

Este «protometabolismo» debería ser congruente con las principales rutas

metabólicas que encontramos hoy en día.

En el medio hipercarbónico aumentan los cationes divalentes y por ello la

carboxilación (fijación de CO2 a otras moléculas) es energéticamente favorable.

Se requeriría, no obstante, de ciertos hidrocarburos de la litosfera, en especial

acetileno, que podría convertirse por hidratación y carboxilación en

intermediarios del ciclo de Krebs reversible. Este sería el elemento más

característico de la circulación del carbono en la ecosfera primitiva.

Se aplica el principio de congruencia: se postula la existencia de una continuidad

entre los factores protobiológicos ambientales y el metabolismo actual. Éste se

puede rastrear en las coenzimas claves. Posteriormente se produciría la

incorporación de estas actividades a unidades catalíticas durante el mundo de

ARN. El hecho de que estas coenzimas estén relacionadas estructuralmente con

los nucleótidos con ribosa parece confirmar este extremo. El ambiente

hipercarbónico también favorecería la propagación quiral de uno de los

enantiómeros una vez seleccionado.

El camino hacia las protocélulas se realizaría mediante una sucesión de

«hábitos». En principio habría una agregación de materia orgánica (hábito

flocular) debida a principios sencillos como la baja actividad de agua, la

coalescencia hidrófoba y la formación de tioácidos y su extracción parcial en la

fase lipídica.

En la siguiente fase evolutiva (hábito reticular) aumenta la integración entre las

fases de los flóculos (lipídica, peptídica y de polímeros fosforilados) dando lugar

a la traducción. Se agregarían vacuolas «metabólicas» con vacuolas ácidas o

respiratorias, dando lugar a retículos que posteriormente se fusionarían en un

único compartimiento con el «hábito celular».

Exogénesis: vida primitiva extraterrestre

Otra alternativa a la abiogénesis terrícola es la hipótesis de que la vida primitiva pudo

haberse formado originalmente fuera de la Tierra (adviértase que exogénesis está

relacionado, pero no es lo mismo que la noción de panspermia). Se supone que una

lluvia de material procedente de cometas que se precipitó sobre la Tierra primitiva pudo

haber traído cantidades significativas de moléculas orgánicas complejas y, quizás, la

misma vida primitiva formada en el espacio fue traída a la Tierra por material cometario

o asteroides de otros sistemas estelares.

Los componentes orgánicos son relativamente comunes en el espacio, especialmente en

el Sistema Solar exterior, donde las sustancias volátiles no son evaporadas por el

calentamiento solar. En los cometas se encuentran incrustaciones de capas externas de

material oscuro que, se piensa, son sustancias bituminosas compuestas por material

orgánico complejo formado por compuestos de carbono simples tras reacciones

iniciadas mayormente por irradiación por luz ultravioleta.

Una hipótesis relacionada con ésta es que la vida se formó en primer lugar en el Marte

primigenio y fue transportada a la Tierra cuando material de su corteza fue expulsada de

Marte por un asteroide e impactos cometarios para más tarde alcanzar la Tierra. Es

difícil encontrar evidencias para ambas hipótesis y puede que haya que esperar a que se

traigan muestras de cometas y de Marte para su estudio. Ninguna de ellas responde

realmente a la cuestión de cómo se originó por primera vez la vida, sino que meramente

traslada este origen a otro planeta o cometa. No obstante, esta hipótesis extiende

tremendamente el abanico de condiciones bajo el cual se pudo haber formado la vida,

desde las posibles condiciones primitivas de la Tierra a literalmente las condiciones de

todo el Universo.

Teoría de la panspermia

Formación en un meteorito marciano que se creía que era una bacteria.

Artículo principal: Panspermia.

La ventaja de las hipótesis de un origen extraterrestre de la vida primitiva es que

incrementa el campo de probabilidad para que la vida se desarrolle. No se requiere que

se desarrolle en cada planeta en el cual se halle, sino más bien en una sola localización y

posteriormente se extiende por la galaxia hacia otros sistemas estelares a través del

material cometario. Esta idea ha recibido impulsos debido a recientes descubrimientos

sobre microbios muy resistentes.63

Una alternativa a la abiogénesis terrestre es la

hipótesis de la panspermia, que sugiere que las «semillas» o la esencia de la vida

prevalecen diseminadas por todo el Universo y que la vida comenzó en la Tierra gracias

a la llegada de tales semillas a nuestro planeta. Estas ideas tienen su origen en algunas

de las consideraciones del filósofo griego Anaxágoras. El astrónomo Sir Fred Hoyle

también apoyó la idea de la panspermia. Se basa en la comprobación de que ciertos

organismos terrestres (ciertas bacterias, cianobacterias y líquenes) son tremendamente

resistentes a condiciones adversas y que eventualmente pueden viajar por el espacio y

colonizar otros planetas.

Hipótesis de la génesis múltiple

Se habría dado la aparición de diferentes formas de vida casi simultáneamente en la

historia temprana de la Tierra.64

Dado que parece existir un único antepasado común

entre todos los seres vivos, las otras formas estarían extinguidas, dejándonos fósiles a

través de su diferente bioquímica. Por ejemplo, por el uso de otros elementos, como el

arsénico en lugar del fósforo, y sobreviviendo como extremófilas o simplemente

permaneciendo ignoradas al ser análogas a los organismos del actual árbol de la vida.

Hartman, por ejemplo, combina algunas teorías proponiendo lo siguiente:65

«Los primeros organismos autorreplicantes fueron arcillas ricas en hierro que fijaban

dióxido de carbono en el ácido oxálico y otros ácidos dicarboxílicos. El sistema de

replicación de las arcillas y su fenotipo metabólico evolucionó entonces hacia la región

rica en sulfuro del manantial hidrotermal, adquiriendo la capacidad de fijar nitrógeno.

Finalmente se incorporó el fosfato en el sistema en evolución que permitía la síntesis de

nucleótidos y fosfolípidos. Si la biosíntesis recapitula la biopoiesis, entonces la síntesis

de los aminoácidos precedió a la síntesis de bases púricas y pirimidínicas. Más allá de

esto la polimerización de los tioésteres de aminoácido en polipéptidos precedió la

polimerización dirigida de ésteres de aminoácidos por polinucleótidos.»

Argumentos contrarios al origen abiogénico

El moderno concepto de abiogénesis ha sufrido las críticas de los científicos a lo largo

de los años. El astrónomo Sir Fred Hoyle se pronunció en este sentido basándose en la

probabilidad de que la abiogénesis suceda por azar. El físico Hubert Yockey criticaba la

abiogénesis en el sentido de creerla más cercana a la teología que a la ciencia.

Otros científicos han propuesto contrapuntos a la abiogénesis, como Harold Urey,

Stanley Miller, Francis Crick (biólogo molecular) y también cabría alinear en este

sentido la hipótesis de la panspermia dirigida de Leslie Orgel.

Más allá de la observación trivial de que la vida existe, es difícil probar o falsibilizar la

abiogénesis; por tanto, la hipótesis tiene muchas críticas, tanto de la comunidad

científica como desde posiciones no científicas. No obstante, la investigación y la

generación de hipótesis continúan con la esperanza de desarrollar un mecanismo teórico

satisfactorio de la abiogénesis.

Hoyle

Artículo principal: Falacia de Hoyle.

Sir Fred Hoyle, junto con Chandra Wickramasinghe, fue un crítico de la abiogénesis. En

concreto Hoyle rechazaba que la evolución química pudiera explicar el origen natural de

la vida: su argumento se basaba principalmente en la improbabilidad de que los que se

estima que fueron los componentes necesarios llegaran a agregarse por la evolución

química. Aunque las teorías modernas tratan este argumento, Hoyle nunca vio la

evolución química como una explicación razonable. Hoyle prefería la panspermia como

una explicación natural alternativa del origen de la vida en la Tierra.

Yockey

El teórico de la información Hubert Yockey argumentaba que la investigación sobre la

evolución química se enfrenta a los siguientes problemas:66

La investigación del origen de la vida parece ser única en la conclusión que ha sido ya

aceptada como autorizada... lo que aún no se ha hecho es encontrar los escenarios que

describen el mecanismo detallado y los procesos por los cuales sucedió. Se debe

concluir que, contrariamente al actual, establecido y sabio escenario que describe la

génesis de la vida en la Tierra por azar y causas naturales que pueda ser aceptado con

base en los hechos y no a la fe, aún no ha sido escrito.

En un libro que escribió 15 años después, Yockey defendía la idea de que la abiogénesis

había surgido a partir de una sopa primordial es un paradigma fallido:67

Aunque cuando comenzó el paradigma era digno de consideración, ahora todo el

esfuerzo empleado en el primitivo paradigma de la sopa se ha tornado en decepción en

la ideología de sus campeones. (...) La historia de la ciencia muestra que un paradigma,

una vez que ha adquirido un estatus de aceptación (es incorporado en los libros de texto)

y a pesar de sus fallos, sólo es declarado inválido cuando se dispone de un paradigma

para reemplazarlo. No obstante, con objeto de generar progreso en la ciencia, es

necesario hacer limpieza en los anaqueles, por así decirlo, de paradigmas fallidos. Esto

se debería hacer incluso si deja los anaqueles completamente limpios y no sobrevive

ningún paradigma. Es una característica del verdadero creyente en la religión, filosofía e

ideología de que debe tener un conjunto de creencias pase lo que pase (Hoffer, 1951).

La creencia en una sopa primitiva basándonos en que no tenemos ningún otro

paradigma es un ejemplo de la falacia lógica de la falsa alternativa. En la ciencia es una

virtud reconocer la ignorancia. Éste ha sido el caso universalmente en la historia de la

ciencia, tal y como Kuhn (1970) ha discutido en detalle. No hay razón para que esto sea

diferente en la investigación del origen de la vida.

Yockey, en general, manifiesta una actitud altamente crítica hacia los que dan crédito a

los orígenes naturales de la vida, a menudo haciendo uso de palabras como fe o

ideología. Las publicaciones de Yockey se han hecho las favoritas en manos de los

creacionistas, aunque él no se considera a sí mismo como creacionista (como aparece en

un email enviado en 1995).68

Síntesis abiogénica de sustancias químicas clave

Aún quedan algunos problemas con la hipótesis del mundo de ARN. No hay rutas

químicas conocidas para la síntesis abiogénica de las bases nitrogenadas pirimidínicas

citosina y uracilo bajo condiciones prebióticas.69

Otros problemas son la dificultad de la

síntesis de nucleósidos, ligarlos con fosfato para formar el esqueleto del ARN, y la corta

vida de las moléculas de nucleósido, en especial la citosina que es proclive a la

hidrólisis.70

Experimentos recientes también sugieren que las estimaciones originales

del tamaño de la molécula de ARN capaz de autorreplicación han sido probablemente

altamente subestimadas. Formas más modernas de la teoría del mundo de ARN

proponen que una molécula más simple fue capaz de autorreplicación (que otro

«mundo», por tanto, evolucionó al cabo del tiempo para producir un mundo de ARN).

Hasta ahora, no obstante, las distintas hipótesis no tienen suficientes evidencias que las

apoyen. Muchas de ellas pueden ser simuladas y probadas en el laboratorio, pero la

carencia de una roca sedimentaria sin perturbar en una época tan temprana de la historia

deja pocas oportunidades para probar esta hipótesis de forma incontestable.

El problema de la homoquiralidad

Otro asunto no resuelto en la evolución química es el origen de la homoquiralidad, esto

es, que todos los monómeros tienen la misma «mano dominante» (los aminoácidos son

zurdos, y los azúcares de ácidos nucleicos, diestros). Las moléculas quirales existen en

la naturaleza como mezclas homogéneas equilibradas aproximadamente al 50%. Esto es

lo que se conoce como mezcla racémica. No obstante, la homoquiralidad es esencial

para la formación de ribozimas funcionales y proteínas. La adecuada formación de

moléculas es impedida por la misma presencia de aminoácidos diestros o azúcares

zurdos que distorsionan y malforman las estructuras.

Un trabajo llevado a cabo en 2003 por científicos de Purdue identificaron el aminoácido

serina como la probable raíz causal de la homoquiralidad de las moléculas orgánicas.71

La serina forma enlaces particularmente fuertes con los aminoácidos de la misma

quiralidad, lo cual resulta en un grupo de ocho moléculas que deben ser todas o bien

dextrógiras o levógiras. Esta propiedad contrasta con otros aminoácidos que son capaces

de formar enlaces débiles con los aminoácidos de la quiralidad opuesta. Aunque el

misterio de por qué la serina levógira acabó siendo la dominante aún permanece sin

resolver, estos resultados sugieren una respuesta a la cuestión de la transmisión quiral:

cómo las moléculas orgánicas de una quiralidad mantienen la dominancia una vez que

la asimetría ha sido establecida.

Véase también

Biogénesis

Sistemas complejos

El origen del hombre

Historia de la Tierra

Astrobiología

Astroquímica

Ecuación de Drake

Habitabilidad planetaria

Vida extraterrestre

Principio antrópico

Principio de mediocridad

Stuart Kauffman

Reacción autocatalítica

Mimivirus

Zeolita

Sentido de la vida

Notas

1. ↑ La proporción entre los isótopos estables del carbono, del hierro y del azufre

inducen a pensar en un origen biogénico de los minerales y sedimentos que se

produjeron en esa época,3 4 así como los biomarcadores moleculares que indican

ya existía la fotosíntesis.5 6

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comportamiento de cristales de arcillas

Modelo del origen de la vida que implica las zeolitas anuncio de prensa de un

artículo en PNAS

Scientists Find Clues That Life Began in Deep Space NASA Astrobiology

Institute.

Gold, Thomas: The Deep Hot Biosphere Theory

Orgel, Leslie: Self-organizing biochemical cycles

Teorías del origen de la vida Publicado el enero 31, 2011 por Myprofeciencias

Teorías del origen de la vida

430 Votes

Uno de los temas mas fascinantes en las ciencias naturales se encuentra en el

tema de la vida, ¿Cómo y cuándo se originó la vida?, La vida es resultado de

una generación espontanea de la vida inerte que a través de millones de años

se abrió paso para que ciertas moléculas lograran duplicarse dando origen a

procesos que hoy llamamos vida, o fue la vida sembrada o bien por un ser

superior (teoría religiosa) o bien llegó procedente en piedras u otros objetos

procedentes del espacio y que de alguna forma estas ―semillas‖ encontraron el

terreno propicio para duplicarse y generar la vida (teoría de la panspermia).

Como se puede apreciar encontramos toda una rama de la ciencia en la

biología que trata de explicarnos sobre el cómo se originó la vida, y en nuestro

interior también es una pregunta de acuciosamente y frecuentemente viene a

nuestra mente y de alguna forma encontrar respuesta nos define en muchos

campos, como son nuestras creencias y principios. Para nuestro caso vamos a

dar un vistazo a las teorías de la vida desde la biología que es el campo de

acción de este blog.

“La vida es una exuberancia planetaria, un fenómeno solar. Es la

transmutación astronómicamente local del aire, el agua y la luz que

llega a la tierra, en células. Es una pauta intrincada de crecimiento y

muerte, aceleración y reducción, transformación y decadencia. La vida

es una organización única.”

Margulis y Sagan

Qué es la vida?

Querer dar respuesta a la pregunta: ¿Qué es la vida?, no es fácil. La dificultad

está en la enorme diversidad de la vida y en su complejidad. Los seres vivos

pueden ser unicelulares o estar conformados por millones de células

interdependientes (metacelulares); pueden fabricar su propio alimento o salir a

buscarlo al entorno; pueden respirar oxígeno o intoxicarse con él; pueden vivir

a temperaturas de más de 250 grados centígrados o vivir en el hielo a varias

decenas de grados por debajo del punto de congelación; pueden vivir de la

energía lumínica del sol o de la energía contenida en los enlaces químicos de

algunas sustancias; pueden volar, nadar, reptar, caminar, trepar,

saltar, excavar o vivir fijos en el mismo lugar durante toda su vida; se

reproducen mediante el sexo, pero también pueden hacerlo sin él; pueden vivir

a gran presión o casi al vacío. En fin, la vida es más fácil ―señalarla con el

dedo‖, que definirla. (1) Y sin embargo veamos algunos intentos por definirla

―El término vida (latín: vita )?, desde el punto de vista de la Biología, que es el

más usado, hace alusión a aquello que distingue a los reinos animal, vegetal,

hongos, protistas, arqueas y bacterias del resto de manifestaciones de la

naturaleza. Implica las capacidades de nacer, crecer, reproducirse y morir, y, a

lo largo de sucesivas generaciones, evolucionar.

Científicamente, podría definirse como la capacidad de administrar los

recursos internos de un ser físico de forma adaptada a los cambios producidos

en su medio, sin que exista una correspondencia directa de causa y efecto

entre el ser que administra los recursos y el cambio introducido en el medio

por ese ser, sino una asíntota de aproximación al ideal establecido por dicho

ser, ideal que nunca llega a su consecución completa por la dinámica

constante del medio

Abarca una serie de conceptos del ser humano y su entorno relacionados,

directa o indirectamente, con la existencia. (2)

¿Por qué es tan problemático definir la vida? Ante todo, la vida no es una cosa

palpable que se pueda tocar o ver bajo el microscopio. Al ser un estado de la

energía, la vida no puede inducirse en un ser inerte. En la actualidad, no

podemos transferir una configuración dada de la energía a ningún sistema.

Cuando nace un ser viviente, éste no adquiere vida, sino que hereda la

habilidad para construir estructuras que ponen en movimiento ese estado de la

energía. (3)

La vida es un conjunto de microestados de la energía que se asocia con una

demora en la dispersión espontánea de esa energía. La energía de los seres

vivientes ―salta‖ de un microestado a otro, siendo siempre controlada por

ciertos operadores internos del mismo sistema termodinámico. Los Biólogos

identificamos a tales operadores internos como enzimas. Esta es la razón por

la cual consideramos que la transferencia de energía en los sistemas vivos es

una coordinación no-espontánea de varios procesos espontáneos. Cualquier

sistema en el Universo que sea capaz de coordinar los microestados de la

energía en forma no-espontánea será una ser viviente.

Esta evidencia es tan importante que la definición de un sistema vivo, más

aceptada por todos los estudiosos, se basa en parte, en ella. ¿Cómo se sabe que

algo está vivo? Cuando se observa que toma sustancias del medio en el que

está, las incorpora a su organismo para mantener su estructura y metabolismo,

arrojando al medio el resto. Esa característica de los seres vivos tiene el

sofisticado nombre 10 de autopoiesis, que quiere decir automantenimiento .

Los sistemas vivos somos máquinas autopoiéticas: transformamos la materia

convirtiéndola en nosotros mismos, de tal manera, que el producto es nuestra

propia organización.

Cuando se habla de la vida, también se hace referencia a su diversidad y

complejidad. Si la diversidad de la vida aumenta, necesariamente se

incrementa su complejidad. La diversidad de la vida o biodiversidad, se

organiza de tal modo que construye complejas redes de relaciones entre las

especies y entre éstas y su entorno físico: la vida cambia a quienes la

componen.

Teorías del origen de la vida

- Primera

hipótesis:

Creacionismo

El

creacionismo es un sistema de

creencias que

postula que el

universo, la

tierra y la vida

en la tierra

fueron

deliberadament

e creados por un

ser inteligente.

Hay diferentes

visiones del

creacionismo, pero dos escuelas principales sobresalen: el creacionismo

religioso y el diseño inteligente.(4)

Tipos de creacionismo

El creacionismo religioso es la creencia que el universo y la vida en la tierra fueron creados por una deidad todopoderosa. Esta posición tiene un fundamento profundo en las escrituras, en la que se basan los

pensamientos acerca de la historia del mundo. Dentro del campo creacionista se hallan los que creen en una tierra joven y los que creen en una tierra antigua.

o Creacionismo bíblico basado en la Biblia o Creacionismo Islámico basado en el Qu-ran

El Diseño Inteligente (DI) infiere que de las leyes naturales y mero azar no son adecuados para explicar el origen de todo fenómeno natural. No es dirigido por una doctrina religiosa, ni hace suposiciones de quién el Creador es. El DI no usa textos religiosos al formar teorías acerca del origen del mundo. El DI simplemente postula que el universo posee evidencia de que fue inteligentemente diseñado.

o El DI restringido busca evidencia de diseño al compararla con el diseño humano.

o El DI general establece que todos los procesos naturales son inteligentemente diseñados.

o El Creacionismo extraterrestre cree que el mundo fue creado por una raza extraterrestre que vinieron a ser adorados por los hombres como dioses y descrito en antiguos textos religiosos.

- Segunda hipótesis: La generación espontánea

La teoría de la generación espontánea, también conocida como autogénesis

es una antigua teoría biológica de abiogénesis que sostenía que podía surgir

vida compleja, animal y vegetal, de forma espontánea a partir de la materia

inerte. Para referirse a la "generación espontánea", también se utiliza el

término abiogénesis, acuñado por Thomas Huxley en 1870, para ser usado

originalmente para referirse a esta teoría, en oposición al origen de la

generación por otros organismos vivos (biogénesis). (5)

La generación espontánea antiguamente era una creencia

profundamente arraigada descrita ya por Aristóteles. La

observación superficial indicaba que surgían gusanos del

fango, moscas de la carne podrida, organismos de los

lugares húmedos, etc. Así, la idea de que la vida se estaba

originando continuamente a partir de esos restos de

materia orgánica se estableció como lugar común en la

ciencia. Hoy en día la comunidad científica considera que

esta teoría está plenamente refutada.

La autogénesis se sustentaba en procesos como la putrefacción. Es así que de

un trozo de carne podían generarse larvas de mosca. Precisamente, esta

premisa era como un fin de una observación superficial, ya que -según los

defensores de esta corriente- no era posible que, sin que ningún organismo

visible se acercara al trozo de carne aparecieran las larvas, a menos que sobre

ésta actuara un principio vital generador de vida. El italiano Redi fue el

primero en dudar de tal concepción y usó la experimentación para justificar su

duda. El experimento consistió en poner carne en un tarro abierto y en otro

cerrado también puso carne. Las cresas, que parecían nidos de huevos de

moscas, se formaron en el tarro abierto, cuya carne se había descompuesto. El

italiano dedujo que las cresas brotaban de los pequeñísimos huevos de las

moscas.

En 1765, otro italiano – Spallanzani -, repitió el experimento de Redi, usando

pan, un recipiente abierto y otro herméticamente cerrado, con pan hervido.

Solo brotaron cresas en el pan que estuvo al aire libre. Entonces, como ha

ocurrido muchas veces al avanzar la ciencia, no faltaron incrédulos y alegaron

que al hervir el pan, se había destruido ¡un principio vital!

En 1952, Miller hizo circular agua, amoníaco, metano e hidrógeno a través de

una descarga eléctrica y obtuvo Glicina y Alamina, dos aminoácidos simples.

Años después, Abelsohn, hizo la misma experiencia, pero empleando

moléculas que contenían átomos de carbono, oxígeno y nitrógeno, y, en su

experimento, Weyschaff, aplicó rayos ultravioletas. Ambos obtuvieron los

aminoácidos que forman las estructuras de las proteínas.

El francés Pasteur fue quien acabó con la teoría de la generación espontánea.

Ideó un recipiente con cuello de cisne, es decir, doblado en forma de S. Puso

en el receptáculo pan y agua; hizo hervir el agua, y esperó. El líquido

permaneció estéril. (6)

- Tercera teoría: El

origen cosmico de la

vida o panspermia

Según esta hipótesis, la

vida se ha generado en

el espacio exterior y

viaja de unos planetas a

otros, y de unos

sistemas solares a otros.

El filósofo griego

Anaxágoras (siglo VI

a.C.) fue el primero que

propuso un origen

cósmico para la vida,

pero fue a partir del siglo XIX cuando esta hipótesis cobró auge, debido a los

análisis realizados a los meteoritos, que demostraban la existencia de materia

orgánica, como hidrocarburos, ácidos grasos, aminoácidos y ácidos nucleicos.

La hipótesis de la panspermia postula que la vida es llevada al azar de planeta

a planeta y de un sistema planetario a otro. Su máximo defensor fue el

químico sueco Svante Arrhenius (1859-1927), que afirmaba que la vida

provenía del espacio exterior en forma de esporas bacterianas que viajan por

todo el espacio impulsadas por la radiación de las estrellas. (6)

Dicha teoría se apoya en el hecho de que las moléculas basadas en la química

del carbono, importantes en la composición de las formas de vida que

conocemos, se pueden encontrar en muchos lugares del universo. El

astrofísico Fred Hoyle también apoyó la idea de la panspermia por la

comprobación de que ciertos organismos terrestres, llamados extremófilos,

son tremendamente resistentes a condiciones adversas y que eventualmente

pueden viajar por el espacio y colonizar otros planetas. A la teoría de la

Panspermia también se la conoce con el nombre de ‗teoría de la Exogénesis‘,

aunque para la comunidad científica ambas teorías no sean exactamente

iguales.

La panspermia puede ser de 2 tipos:

- Panspermia interestelar: Es el intercambio de formas de vida que se produce

entre sistemas planetarios.

- Panspermia interplanetaria: Es el intercambio de formas de vida que se

produce entre planetas pertenecientes al mismo sistema planetario.

La explicación más aceptada de esta teoría para explicar el origen de la vida es

que algún ser vivo primitivo (probablemente alguna bacteria) viniera del

planeta Marte (del cual se sospecha que tuvo seres vivos debido a los rastros

dejados por masas de agua en su superficie) y que tras impactar algún

meteorito en Marte, alguna de estas formas de vida quedó atrapada en algún

fragmento, y entonces se dirigió con él a la Tierra, lugar en el que impactó.

Tras el impacto dicha bacteria sobrevivió y logró adaptarse a las condiciones

ambientales y químicas de la Tierra primitiva, logrando reproducirse para de

esta manera perpetuar su especie. Con el paso del tiempo dichas formas de

vida fueron evolucionando hasta generar la biodiversidad existente en la

actualidad. (8)

- Cuarta teoría: Teoría de la evolución

química y celular.

Mantiene que la vida apareció, a partir de

materia inerte, en un momento en el que

las condiciones de la tierra eran muy distintas a las actuales y se divide en tres.

Evolución química.

Evolución prebiótica.

Evolución biológica.

La primera teoría coherente que explicaba el origen de la vida la propuso en

1924 el bioquímico ruso Alexander Oparin. Se basaba en el conocimiento de

las condiciones físico-químicas que reinaban en la Tierra hace 3.000 a 4.000

millones de años. Oparin postuló que, gracias a la energía aportada

primordialmente por la radiación ultravioleta procedente del Sol y a las

descargas eléctricas de las constantes tormentas, las pequeñas moléculas de

los gases atmosféricos (H2O, CH4, NH3) dieron lugar a unas moléculas

orgánicas llamadas prebióticas. Estas moléculas, cada vez más complejas,

eran aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas) y ácidos

nucleicos. Según Oparin, estas primeras moléculas quedarían atrapadas en las

charcas de aguas poco profundas formadas en el litoral del océano primitivo.

Al concentrarse, continuaron evolucionando y diversificándose.

Esta hipótesis inspiró las experiencias realizadas a principios de la década de

1950 por el estadounidense Stanley Miller, quien recreó en un balón de vidrio

la supuesta atmósfera terrestre de hace unos 4.000 millones de años (es decir,

una mezcla de CH4, NH3, H, H2S y vapor de agua). Sometió la mezcla a

descargas eléctricas de 60.000 V que simulaban tormentas. Después de apenas

una semana, Miller identificó en el balón varios compuestos orgánicos, en

particular diversos aminoácidos, urea, ácido acético, formol, ácido cianhídrico

(véase Cianuro de hidrógeno) y hasta azúcares, lípidos y alcoholes, moléculas

complejas similares a aquellas cuya existencia había postulado Oparin.

Estas experiencias fueron retomadas por investigadores franceses que

demostraron en 1980 que el medio más favorable para la formación de tales

moléculas es una mezcla de metano, nitrógeno y vapor de agua.

Con excepción del agua, este medio se acerca mucho al de Titán, un gran

satélite de Saturno en el que los especialistas de la NASA consideran que

podría haber (o en el que podrían aparecer) formas rudimentarias de vida. (9)

DESNUTRICION

Monte Sinaí corresponde al distrito administrativo de la zona 8 ubicado al norte de

Guayaquil, ahí poco a poco el panorama y el ambiente del lugar presenta cambios que

son asimilados con satisfacción y alegría por parte de sus moradores, quienes están

conscientes que ahora gozan de escuelas para sus hijos, atención médica gratuita en

salud y protección para sus pequeños cuando ellos deben salir a trabajar y no tienen con

quién dejar a sus niños.

Para Flor María Basurto Zambrano, madre de familia de 28 años con 4 hijos, dice estar

agradecida porque desde que se inicio la atención en el Subcentro del lugar, ha recibido

charlas de orientación y capacitación sobre diferentes temas.

Uno de los temas tratados durante las charlas recibidas en esta unidad asistencial del

sector, es el programa desnutrición cero, que la he permitido aprender y poner en

práctica como alimentar a sus hijos, prueba de ello es la expresión de alegría que se

refleja en su rostro, por cuanto se siente contenta de que sus hijos ahora están mejor que

cuando vino a vivir en este lugar, ya que hoy los puede llevar al control mensual para

que el doctor los vea si tienen el peso y talla normal.

Esto es muy bueno porque ahora estoy más pendiente para que mis hijos no sufran de

anemia, además que la atención es excelente y gratis.

Ella sigue las recomendaciones impartidas por los médicos durante las charlas, por eso a

María Alejandra le da leche materna, le prepara cremas o sopas de legumbres en el

almuerzo y para la merienda le da menestra de frejol y pollo asado.

Para ayudar a su esposo Jerónimo de 38 años que labora en un hostal, ha instalado un

huerto familiar en el patio de su vivienda, por lo que ya ha cosechado verde, guaba,

albaca, orégano, maíz y mango.

Por su parte Evelina León Padilla de 29 años, cuenta que hoy tuvo que llevar a su

pequeña Mickeila Benavides León de 2 añitos, incluso la traje para que la atienda el

doctor porque tiene tos con flema y el estómago un poco flojo.

Sobre el cuadro que presenta el doctor del Subcentro que la atendió, le dijo que como la

menor se traga la flema esto le produce un aumento del tránsito gastro intestinal, pero

no es de mayor

preocupación por cuanto con los medicamentos que le prescribió y que los recibió

gratuitamente en la unidad la menor se va a recuperar progresivamente.

Evelina también agradece por la atención que le brinda en el Subcentro, porque si

tuviera que pagar en una clínica particular, no podría hacerlo.

Como sugerencia para que sea corregida y superada, ella menciona que se debe respetar

el turno para la cita, porque yo veo que otras personas que tienen un número mayor que

el mío, son atendidas primero y a veces tengo que esperar 2 o tres horas, porque aquí no

debe haber preferencias, ya que todos somos iguales y merecemos el mismo trato.

En cuanto a los huertos familiares precisó que próximamente espera sembrar semillas

para la producción de hortalizas, para ello necesita el apoyo de los señores del Magap,

así podrá ayudar en el gasto a su esposo que se desempeña como mecánico automotriz.

Para Mariuxi Lucas Sánchez de 32 años y con estatura de 1 metro 46 centímetros, hoy

asistió a su consulta ginecológica para cumplir con el control prenatal que debe

realizarse durante el embarazo.

La semana anterior que visito por primera vez este Subcentro pudo recibir las charlas de

orientación y educación que brinda el personal médico de la unidad y ahora conoce

mejor sobre la alimentación y cuidados que debe tener con su futuro hijo, a pesar que

según indicó he podido aprender cosas nuevas y que antes cuando tuve mis dos

primeros hijos no lo conocía.

La atención es muy buena y hoy en la consulta la doctora me indicó que tengo un peso

de 56,6 kilos, es decir estoy un poco pasada de mi peso normal, por ello debo cambiar

mi alimentación, más aún ahora que estoy en el cuarto mes de embarazo.

La doctora me ha dicho que debo reducir las grasas, frituras. Debo comer pollo, pescado

o carne al vapor, además de disminuir las harinas, pero debo consumir brócoli, espinaca,

banano, papaya, sandía y jugos cítricos, para alimentar mejor a mi bebé, a más del

hierro que me entregan gratuitamente en esta unidad.

Además tengo que realizarme unos exámenes de sangre para saber si estoy infectada

con el vih y otro examen para la toxoplasmosis, así podré evitar que mi hijo se infecte.

En realidad estoy muy contenta de recibir la atención en este Subcentro donde no me

cuesta nada incluso los exámenes tengo que hacérmelos en la jefatura de área de la

Cooperativa Francisco Jácome.

Programas prioritarios con cero costo .

Como parte de la Estrategia a Corto Plazo esta unidad operativa de primer nivel de

atención, viene implementando cuatro programas de atención médica con entrega de

medicina gratuita, centrados en los siguientes temas:

· Desnutrición cero

· Salud sexual y reproductiva

· Modelo de atención integral en salud

· Captación de discapacidades auditivas.

Para referirnos a la estrategia desnutrición cero, la mañana de hoy visitamos el

Subcentro de salud en el distrito Monte Sinaí, para conocer de cerca como marcha la

ejecución de este programa, entre otros detalles relacionados con el tema.

Para el efecto dialogamos con la doctora Roxana Benítez, Directora de esta unidad

asistencial, quien al referirse a los principales puntos de esta estrategia mencionó los

siguientes:

Lactancia materna exclusiva

Administración de hierro y vitamina A a los menores de edad.

Micronutrientes

COBERTURA DE ATENCION MÉDICA

Desde junio hasta septiembre del presente año este Subcentro tiene registradas 2.876

historias clínicas entre atenciones médicas para adultos y niños, incluyendo a los adultos

mayores.

De este total se han atendido 350 niños en edades comprendidas desde los 6 meses hasta

los 5 años de edad, según cobertura de atención médica con entrega de medicina

gratuita.

Como resultado de las atenciones médicas realizadas a los menores según indica la

responsable de este programa, existen 37 menores desnutridos y 14 niños con anemia de

acuerdo a los resultados del examen de hemoglobina realizado por el laboratorio de la

unidad.

Con relación a las enfermedades más comunes que son diagnosticadas regularmente por

parte de los galenos que atienden a los menores, citamos los procesos respiratorios

como gripes, resfriados comunes y entre los procesos digestivos mencionan las diarreas

agudas, disentería y parasitosis.

Sobre el tema y de acuerdo a sus experiencias en la atención de los menores, existe una

buena respuesta por parte de las madres de familia, quienes asisten regularmente una o

dos veces al mes para realizar el control mensual de sus hijos, es decir se nota una

preocupación por el estado de salud de los niños, por lo que podríamos indicar que se

sienten comprometidos con el bienestar de los niños.

CHARLAS DE ORIENTACION Y CAPACITACION

Para dar cumplimiento al desarrollo de esta estrategia implementada en este populoso

sector de Guayaquil, una vez por semana en el área de consulta externa de la unidad, un

promedio de 30 personas entre madres y padres de familia reciben las charlas de

orientación, para educar con conocimientos básicos sobre la importancia de una

adecuada alimentación rica en frutas, jugos de frutas naturales, verduras, hortalizas,

entre otros productos de gran beneficio para una correcta nutrición de los menores.

Otra de las actividades que realiza el personal médico de este Subcentro es el desarrollo

de talleres de capacitación, centrados en los siguientes temas:

Lactancia materna

Elaboración de soya

Importancia del hierro en la alimentación.

COTOPAXI. En las 36 unidades operativas del Ministerio de Salud Pública de

la provincia se registró a las madres y sus niños menores de un año.

El Gobierno nacional, a través del Ministerio de Salud Pública, impulsa en el

país el Programa Acción Nutrición hacia la Desnutrición Cero, dirigida a

madres embarazadas y niños menores de un año en lugares críticos con alto

porcentaje de desnutrición.

La Dirección Provincial de Salud, a partir de noviembre del año pasado inició el

programa en algunas de las unidades operativas y desde este año en las 36

existentes.

Carmita Pérez, responsable del área de Nutrición, informó que el proceso de

inscripción permitió identificar a 1179 mujeres embarazadas y a 1557 niños

menores de un año, quienes se encuentran inmersos dentro de la base de datos

para el pago del bono de 10 dólares que serán pagados a través del sistema

financiero de la provincia.