Tierra primitiva: condiciones y comienzo de la vida
La Tierra Primitiva es un término que se usa para referirse a lo que fue nuestro planeta durante sus primeros 1.000 millones de años de existencia. Este lapso abarca el Eón Hádico (4.600–4.000 mA) y la Era Eoarcaica (4.000–3.600 Ma) del Eón Arcaico (4.000–2.500 Ma). En geología, la abreviatura Ma (del latín, mega annum) significa millones de años antes del presente.
Los Eones Hádico, Arcaico y Proterozoico (2500–542 Ma) componen el Precámbrico, referido a las rocas formadas antes del Periodo Cámbrico. Las subdivisiones del Precámbrico no son unidades estratigráficas formales y están definidas de manera puramente cronométrica.
Índice del artículo
- 1 Formación de la Tierra Primitiva
- 2 Condiciones de la Tierra Primitiva
- 3 Procesos prebióticos
- 4 Referencias
La explicación más aceptada del origen del Universo es la teoría del Big Bang, según la cual el Universo se expandió desde un volumen inicial igual a cero (toda la materia concentrada en un sitio en un instante, lo cual se denomina “singularidad”) hasta alcanzar un volumen enorme hace 13,7 mil millones de años.
El Universo ya tenía casi 9 mil millones de años cuando, hace 4.567 millones de años, se formó nuestro Sistema Solar y la Tierra Primitiva. Este estimado tan preciso se basa en la datación radiométrica de meteoritos que tienen la antigüedad del Sistema Solar.
El Sol se formó por el colapso de una región de gas del medio interestelar. La compresión de la materia es la causa de sus elevadas temperaturas. El disco de gas y polvo en rotación formaba una nébula solar primitiva, de la cual proceden los componentes del Sistema Solar.
La formación de la Tierra Primitiva puede explicarse mediante el “modelo estándar de formación planetaria”.
El polvo cósmico se acumula por un proceso de colisiones acrecionales, primero entre cuerpos celestes pequeños, después entre planetas embrionarios de hasta 4.000 kilómetros de diámetro, finalmente entre un número reducido de cuerpos planetarios grandes.
Durante su prolongada historia, la Tierra Primitiva sufrió cambios enormes en sus condiciones ambientales.
Las condiciones iniciales, calificables como infernales, eran absolutamente hostiles a toda forma de vida. Destacan las temperaturas que hacían que todos los materiales terrestres fuesen parte de un mar de magma, el bombardeo por meteoritos, asteroides y pequeños planetas, y la presencia de partículas ionizadas letales traídas por el viento solar.
Posteriormente, la Tierra primitiva se fue enfriando, permitiendo la aparición de corteza terrestre, agua líquida, atmósfera, y condiciones fisicoquímicas favorables a la aparición de las primeras moléculas orgánicas y, finalmente, al origen y conservación de la vida.
El conocimiento del Eón Hádico proviene del análisis de un número pequeño de muestras de rocas terrestres (formadas entre 4.031 y 4.0 Ma), complementado con inferencias basadas en el estudio de meteoritos y otros materiales celestes.
Poco después de formarse la Tierra, ya en el Eón Hádico, sucedió una última gran colisión acrecional con un cuerpo celeste del tamaño de Marte. La energía del impacto fundió o vaporizó gran parte de la Tierra.
La coalescencia por enfriamiento y acreción del vapor formó la Luna. El material fundido que permaneció en la Tierra formó un océano de magma.
El núcleo de la Tierra, que es de metal líquido, procede de lo más profundo del océano de magma. El sílice fundido que originó la corteza terrestre constituía la capa superior de dicho océano. El gran dinamismo de esta etapa llevó a la diferenciación del núcleo, el manto, la corteza terrestre, un protocéano y una atmósfera.
Entre 4.568 y 4.4 Ma, la Tierra era hostil a la vida. No había continentes ni agua líquida, solo había un océano de magma bombardeado intensamente por meteoritos. Sin embargo, en este periodo, comenzaron a desarrollarse las condiciones químico-ambientales necesarias para el surgimiento de la vida.
Generalmente se supone que la vida se originó en algún momento de la transición entre el Eón Hádico y la Era Eoarcaica, aunque no se conocen microfósiles que puedan probarlo.
La Era Eoarcaica fue un periodo de formación y destrucción de la corteza terrestre. La formación rocosa más antigua que se conoce, ubicada en Groenlandia, surgió hace 3.800 millones de años. Vaalbará, el primer supercontinente que tuvo la Tierra, se formó hace 3.600 millones de años.
Durante la Era Eoarcaica, entre 3950 y 3870 Ma, la Tierra y la Luna sufrieron un bombardeo en extremo intenso de meteoritos que terminó con un periodo de calma que había durado 400 millones de años. Los cráteres lunares (unos 1700 con diámetro mayor a 20 km; 15 con diámetro de 300–1200 km) son el resultado más visible de este bombardeo.
En la Tierra, este bombardeo destruyó la mayor parte de la corteza terrestre e hizo hervir los océanos, eliminando todas las formas de vida excepto, probablemente, ciertas bacterias, probablemente extremófilas adaptadas a temperaturas elevadas. La vida terrestre estuvo a punto de extinguirse.
En la de segunda década deI siglo XX, el bioquímico ruso Aleksandr Oparin, propuso que la vida se originó en un ambiente como el de la Tierra Primitiva mediante un proceso de evolución química que inicialmente llevó a la aparición de moléculas orgánicas simples.
La atmósfera habría estado compuesta por gases (vapor de agua, hidrógeno, amoniaco, metano) que se habrían disociado en radicales por acción de la luz UV.
La recombinación de estos radicales habría producido una lluvia de compuestos orgánicos, formándose un caldo primordial en el cual reacciones químicas habrían producido moléculas capaces de replicarse.
En 1957, Stanley Miller y Harold Urey demostraron, mediante un aparato que contenía agua caliente y la mezcla de gases de Oparin sometida a chispazos eléctricos, que la evolución química podría haber ocurrido.
Este experimento produjo compuestos simples presentes en los seres vivos, incluyendo bases de ácidos nucleicos, aminoácidos y azúcares.
En el siguiente paso de la evolución química, que también ha sido recreado experimentalmente, los compuestos anteriores se habrían unido para formar polímeros que se habrían agregado para formar protobiontes. Estos son incapaces de replicarse, pero poseen membranas semipermeables y excitables como los de las células vivas.
Los protobiontes se habrían transformado en seres vivos al adquirir la capacidad de reproducirse, transmitiendo su información genética a la generación siguiente.
En el laboratorio, es posible sintetizar químicamente polímeros cortos de ARN. Entre los polímeros presentes en los protobiontes debía haber ARN.
Al solidificarse el magma, iniciando la formación de la corteza de la Tierra Primitiva, los procesos erosivos de las rocas producían arcilla. Este mineral puede adsorber polímeros cortos de ARN en sus superficies hidratadas, sirviendo como molde para la formación de moléculas de ARN más grandes.
En el laboratorio, también se ha demostrado que los polímeros cortos de ARN pueden funcionar como enzimas, catalizando su propia replicación. Ello demuestra que las moléculas de ARN podrían haberse replicado en los protobiontes, eventualmente originando células, sin la necesidad de enzimas.
Los cambios al azar (mutaciones) en las moléculas de RNA de los protobiontes habrían creado variación sobre la cual podría haber operado la selección natural. Ello habría sido el inicio del proceso evolutivo que originó todas las formas de vida de la Tierra, desde los procariotas hasta las plantas y los vertebrados.
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