ORIGEN DE LA VIDA

ANTES DE LA TEORÍA DE OPARÍN

Quizá una de las ideas más antiguas sobre el origen de la vida es la generación espontánea, esta idea sugiere que la vida aparece de la nada, por ejemplo, en un tiempo se pensó que los ratones se podían crear al colocar heno y maíz húmedo en una esquina oscura, o que el barro podía generar gusanos, insectos y peces, ideas establecidas en su momento por Helmont.

Hoy en día, pueden parecernos cómicas, peo con lo poco que se conocía de la reproducción, resulta fácil suponer como alguien podría formar estas conclusiones.

Una de las primeras investigaciones registradas sobre la generación espontánea surgió en 1668.

Francisco Redi probó la idea de que las moscas surgían espontáneamente de carne podrida, formulo la hipótesis de que las moscas y no la carne producían otras moscas. En su experimento, Redi observó que los gusanos, las larvas de las moscas. Los matraces cerrados no contenían ni moscas ni gusanos. Sin embargo, los resultados de su experimento no convencieron a todo el mundo. Aunque en la época de Redi ya se comenzaba a utilizar el microscopio y se sabía que había organismos invisibles a simple vista en casi todos lados, algunos pensaron que estos organismo diminutos deberían surgir espontáneamente, aunque no lo hicieran las moscas.

Años después con el advenimiento de la microscopia, la discusión se reavivo con fuerza.

John Nedham, un jesuita inglés y el investigador italiano Lázaro Spallanzani sostuvieron una célebre disputa acerca del origen de los microorganismos en caldos de cultivo. Needham atribuía la presencia de microorganismos en los caldos a una "fuerza vital". Spallanzani realizó experimentos hirviendo el contenido de los frascos, algunos de los cuales estaban sellados y otros no, y demostró que los frascos sellados no presentaban microorganismos. Needham, sin embargo, le objetó el haberle matado la "fuerza vital".

En el siglo XIX, continuaba la polémica y tuvo su punto culminante con el enfrentamiento teórico entre Felix Archimede Pouchet y Louis Pasteur.

Pouchet sostenía que "los mircoorganismos que se producían tras la fermentación y la putrefacción, se han generado espontáneamente y ello debido al puro hecho de sus cambios químicos, para el la fermentación era el estadio inicial del proceso, por el cual los seres vivos se originan de la descomposición de la sustancia orgánica existente", Pasteur refuto plenamente esto por medio de la argumentación teórica relativa a la fermentación y además por sus geniales experimentos.

Pasteur sostuvo que provenían del aire los microorganismos que originaban la fermentación, para comprobarlo, hizo pasar aire por los filtros de algodón, y encontró al sumergir el algodón en agua, que se habían retenido en él millares de pequeños microbios. Por otra parte, hizo bullir caldos nutritivos, sellando herméticamente los frascos que los contenían y demostrando, que al no haber contacto con el aire, no había producción de estos seres.

Ante la objeción de la necesidad del aire, el cual contiene el principio vital o vivificador, Pasteur sometió sus caldos esterilizados al aire más limpio de las altas montañas, sellando luego sus recipientes y demostrando otra vez, que no había producción de vida, y dada la reiteración de las objeciones, realiza el experimento de os matraces cuellos de cisne, que fue sugerido por el boticario Balard; este consiste en la elaboración de matraces con el cuello curvado en forma de "S", en donde se esterilizan los caldos de cultivo por ebullición y luego de ello, los gérmenes presentes en el aire no pueden entrar en contacto con el caldo, pues se retienen adhiriéndose en la curvatura del cuello del matraz.

Es así que en 1861 el trabajo de Pasteur liquida de manera definitiva el problema de la generación espontánea, sucede en un contexto diferente a los que enfrentaron Redi o Spallanzani. Aunque sabemos que Pasteur es un ferviente devoto católico influyo en su interés el erradicar la creencia de la Generación espontánea, para así impedir que fuese un elemento de sustento más para el rechazo del creacionismo.

ORIGEN DE LO VIVIENTE

Las eras y los periodos en los que se ha dividido la historia muestran como nuestro planeta ha contado con diversas condiciones particulares que, en un momento dado, propiciaron el origen de la vida y en otros han permitido que las especies mejor adaptadas sobrevivan y evolucionen con el tiempo, según la concepción científica más aceptada. Este proceso de cambio ha continuado durante 3500 millones de años de historia de la vida en la tierra, y aún hoy en día es un hecho presente aunque a veces imperceptible a nuestros ojos.

¿Cuál fue el origen de los primeros seres vivos? Conocemos millones de especies y pensamos que aún falta otro tanto por descubrir. ¿De dónde vienen todas estas especies? la mayor parte de la comunidad científica de nuestro tiempo acepta que todas evolucionaron a partir de uno o varios organismos ancestrales, a medida que estos se adaptaban a las condiciones cambiantes del planeta.

En el presente, gracias al conocimiento científico y experiencias empíricas, se afirma la hipótesis de que la organización de las células se dio cuando algunas moléculas se ensamblaron, utilizando energía en un medio acuoso.

ORIGEN DE LA TIERRA

La mayoría de los astrónomos reconocen como válida la teoría del origen del universo, el cual a partir de un núcleo pequeño se ha ido expandiendo y enfriando. En estas condiciones la materia originó sistemas y planetas.

Hace unos 4600 millones de años la tierra se formo a medida que se iba condensando, agrupándose los diversos átomos de acuerdo a su peso. Los materiales más pesados gravitarón hacia el centro denso (hierro, aluminio, níquel, etc.). Los más ligeros permanecieron en la superficie y a medida que esta se enfriaba  se formó una corteza externa. Estudiando la antigüedad de las rocas de la corteza terrestre con métodos de datación radiométrica, se supo que algunas tienen unos 4100 millones de años de antiguedad.

Los compuestos de oxígeno, nitrogeno y agua se encontraban combinados en forma no volátil. Más tarde, a medida que la tierra se solidificaba, estos compuestos fuero lanzados a la atmósfera por actividad volcánica.

Se crea entonces una atmósfera primitiva de carácter reductor: predominan las moléculas que tienen menos oxígeno que hidrógeno, como el metano y el amoniaco, también moléculas de dióxido de carbono, nitrógeno, agua, sulfuro de hidrógeno y trazas de di hidrógeno. Hay científicos que discrepan con la presencia de algunos de estos componentes o al menos en su proporción, considerando que la atmósfera no era tan reductora.

APORTES DE OPARIN

Teoría de la Evolución Prebiótica

El Bioquímico Alexander Ivánovich Oparín realizó minuciosas investigaciones sobre el origen de la vida. En 1924 presentó su teoría sobre cómo pudo haber surgido esta a partir de una evolución química en una atmósfera reductora.

Consideró que los componentes orgánicos se formaron espontáneamente a partir de sustancias inorgánicas, bajo la influencia de la radiación solar, las descargas eléctricas y la energía volcánica. La variedad de sustancias orgánicas sencillas se fue acumulando en los mares recientemente formados.

Este científico puntualizó dos aspectos importantes:

1. No existen seres vivos que descompusieran las sustancias orgánicas en formación, así como tampoco oxígeno;

2. La atmósfera primitiva seguía produciendo ininterrumpidamente moléculas ricas en energía. Los mares debieron acumular esas moléculas hasta adquirir el aspecto de una "sopa caliente o caldo primordial", como postuló metafóricamente el Biólogo inglés John B. Haldane.  

Las sustancias de los mares se fueron concentrando cada vez más, lo que provoco la formación de macromoléculas de mayor complejidad estructural como microscópicas gotas de una envoltura de polímeros con un medio interno que contenía enzimas aisladas del exterior.

CALDO PRIMITIVO

Las condiciones en las que se cree que se originó la vida en la tierra eran muy diferentes de las que hay actualmente. Luego de su formación, el intenso calor y el bombardeo con meteoritos hacían que todos los materiales estuvieran fundidos en forma líquida. Los metales pesados, como el hierro, el níquel, cayeron hacia el interior del planeta, donde aún permanecen en estado fluido, mientras que los elementos más ligeros como el sílice y el cuarzo, flotaron sobre ellos. La atmósfera carecía de oxígeno libre, sin embargo, el oxígeno sí estaba presente formando parte de otros compuestos como el vapor de agua y del dióxido de carbono. Además eran abundantes las moléculas ricas en hidrógeno como el metano, el amoníaco, el ácido clorhídrico y el sulfuro de hidrógeno y otros elementos como el nitrógeno gaseoso.

A medida que la tierra y los otros planetas del sistema solar se consolidaban, los impactos de meteoritos disminuyeron de intensidad, lo que permitió que nuestro planeta se enfriará lo suficiente como para que el agua se precipitará en forma de lluvia y permaneciera en estado líquido sobre su superficie. A medida que el agua caía y rodaba sobre la tierra, también iba arrastrando hacia el mar algunos de los elementos que encontraba a su paso, hasta conformar el caldo primitivo.

Gracias a la enorme cantidad de energía resultante de las erupciones volcánicas, las intensas tormentas eléctricas y la fuerte radiación ultravioleta, estos elementos reaccionaron para formar las primeras moléculas orgánicas que posteriormente reaccionaron entre sí para formar moléculas más complejas como las proteínas y los ácidos nucleicos que luego se reunieron para formar las primeras células. Dado que la atmósfera carecía de oxígeno, las primeras moléculas que se formaron no se oxidaron ni se destruyeron.

Actualmente se cree que las primeras células aparecieron hace cerca de 3500 millones de años, en las siguientes etapas:

1. La síntesis de pequeñas moléculas orgánicas como nucléotidos y aminoácidos a partir de los elementos inorgánicos del ambiente. 

2. La unión de estas pequeñas moléculas en otras mucho más grandes y complejas como las proteínas.

3. El origen de moléculas que tenían la capacidad de producir copias exactas de si mismas, lo que permitió que se desarrollara la herencia genética de los caracteres.

4. El empaquetamiento de estas moléculas en pequeñas unidades rodeadas por una membrana y con la capacidad de mantener sus condiciones internas diferentes de las del medio externo y reproducirse.