10 teorías del origen de la vida
Las teorías del origen de la vida intentan explicar cómo se originaron los seres vivos. Cómo surgió la vida tal y como la conocemos es una pregunta que muchos filósofos, teólogos y científicos se han hecho desde hace muchísimos años, de hecho, podríamos decir que casi desde que el hombre es hombre.
Distintos registros científicos establecen que la tierra se formó hace unos 4.5-5 billones de años y que los fósiles más antiguos conocidos, correspondientes a restos de cianobacterias encontrados en el oeste de Australia, datan de por lo menos unos 3.5 billones de años atrás.
A pesar de que no se tienen registros fósiles ni evidencia geológica más antigua, muchos científicos coinciden en que otras formas de vida pudieron haber existido antes, pero que los fósiles pudieron haber sido destruidos por el calor y los cambios de forma de muchas rocas durante el Precámbrico.
¿Qué sucedió durante los casi 2 billones de años que transcurrieron desde el origen de la tierra y la ocurrencia de los primeros fósiles? Son los acontecimientos biológicos que se dieron por ese entonces los que hicieron posible el surgimiento de la vida y los que hoy son tan debatidos en la comunidad científica.
Enseguida encontraremos algunas de las principales teorías hipotéticas planteadas por distintos autores para explicar el origen de los primeros organismos vivos, a partir de los cuales presuntamente evolucionaron las formas de vida más “avanzadas”.
Índice del artículo
- 1 ¿Cómo era la tierra antes de que surgiera la vida?
- 2 Principales teorías del origen de la vida
- 2.1 – Vida por generación espontánea
- 2.2 – Teoría del caldo primario y de la evolución química gradual
- 2.3 – Panspermia
- 2.4 – Vida por electricidad
- 2.5 – La vida bajo el hielo
- 2.6 – La vida a partir de polímeros orgánicos
- 2.7 – La hipótesis de “los genes primero”
- 2.8 – La hipótesis del “metabolismo primero”
- 2.9 – El origen de la vida por “necesidad”
- 2.10 – Creacionismo
- 3 Referencias
Algunos científicos proponen que la tierra “inicial” fue impactada por diferentes tipos de objetos celestes y que las temperaturas en este planeta eran tan elevadas que el agua no estaba en estado líquido, sino en forma de gas.
Sin embargo, muchos concuerdan en que la tierra del Precámbrico pudo haber tenido temperaturas similares a las de la tierra de hoy en día, lo que significa que el agua podía encontrarse en forma líquida, condensada formando los océanos, mares y lagos.
La atmósfera terrestre de la época, en cambio, se piensa que era fuertemente reductora (con cero o muy poco oxígeno libre), por lo que tras la exposición a distintas formas de energía pudieron haberse formado los primeros compuestos orgánicos.
Desde los griegos hasta muchos científicos de mediados del siglo XIX se aceptaba la propuesta de que los seres vivos podían surgir espontáneamente, sin otros organismos parentales, a partir de materia “no viva”.
Por lo tanto, durante muchos siglos, distintos pensadores estaban convencidos de que los insectos, los gusanos, las ranas y otras alimañas se formaban espontáneamente sobre el lodo o sobre materia en descomposición.
Estas teorías fueron desacreditadas en más de una oportunidad por los experimentos llevados a cabo por Francesco Redi (1668) y Louis Pasteur (1861), por ejemplo.
Redi probó que, a menos que insectos adultos pusieran sus huevos sobre un trozo de carne, las larvas no surgían espontáneamente sobre este. Por otra parte, Pasteur demostró más tarde que los microorganismos sólo podían venir de microorganismos preexistentes.
Además, hay que decir que esta teoría también fue ignorada porque en distintos contextos históricos la “generación espontánea” se refería a dos conceptos bastante diferentes, a saber:
– Abiogénesis: la noción del origen de la vida a partir de materia inorgánica y
– Heterogénesis: la idea de que la vida surgía a partir de materia orgánica muerta, así como los gusanos “aparecían” sobre la carne en descomposición.
Darwin y Wallace, un poco antes, en 1858, publicaron independientemente sus teorías sobre la evolución por selección natural, por medio de las cuales hacían entender que los seres vivos más complejos habían podido evolucionar a partir de seres unicelulares más “simples”.
Así, la teoría de la generación espontánea desapareció del panorama y la comunidad científica comenzó a preguntarse cómo surgieron esos “seres unicelulares más simples” de los que hablaban los evolucionistas.
En 1920, los científicos A. Oparin y J. Haldane propusieron, por separado, la hipótesis sobre el origen de la vida en la tierra que hoy lleva sus nombres y por medio de la cual establecían que la vida en la tierra pudo haber surgido “paso-a-paso” a partir de materia no viva, por medio de una “evolución química”.
Ambos investigadores sugirieron que la tierra “inicial” debió tener una atmósfera reductora (pobre en oxígeno, en la cual todas las moléculas tendían a donar electrones), una condición que podía explicar perfectamente algunos eventos:
– Que algunas moléculas inorgánicas reaccionasen entre sí para formar los “bloques” estructurales orgánicos de los seres vivos, proceso dirigido por energía eléctrica (de rayos) o lumínica (del sol) y cuyos productos se acumulasen en los océanos formando un “caldo primario”.
– Que dichas moléculas orgánicas se combinasen posteriormente, ensamblando moléculas más complejas, formadas por fragmentos de moléculas más simples (polímeros) como las proteínas y los ácidos nucleicos.
– Que dichos polímeros se ensamblasen en unidades capaces de replicarse por sí mismas, bien haya sido en grupos metabólicos (propuesta de Oparin) o en el interior de membranas que formaban unas estructuras “tipo célula” (propuesta de Haldane).
En 1908, un científico llamado August Arrhenius, propuso que unas “semillas portadoras de vida” estaban dispersas por el espacio cósmico y que caían sobre los planetas y “germinaban” cuando las condiciones allí eran favorables.
Esta teoría, conocida también como la teoría de la panspermia (del griego pan, que significa “todo” y sperma, que significa “semilla”), fue apoyada por distintos científicos y también podemos encontrarla referida en algunos textos como “el origen extraterrestre de la vida”.
Más adelante, parte de la comunidad científica insinuó que el origen de la vida propuesto por Oparin y Haldane pudo haber iniciado en la tierra gracias a un “chispazo” eléctrico que proporcionó la energía necesaria para la “organización” de los compuestos orgánicos fundamentales a partir de compuestos inorgánicos (una forma de abiogénesis).
Estas ideas fueron sustentadas experimentalmente por dos investigadores norteamericanos: Stanley Miller y Harold Urey.
Por medio de sus experimentos, ambos científicos demostraron que, a partir de sustancias inorgánicas y con algunas condiciones atmosféricas especiales, una descarga eléctrica era capaz de formar moléculas orgánicas como los aminoácidos y los carbohidratos.
Esta teoría proponía, entonces, que con el paso del tiempo pudieron haberse formado las moléculas más complejas que hoy caracterizan a los seres vivos; razón por la cual esta fue de gran apoyo para las teorías del “caldo primario” de Oparin y Haldane unos años antes.
Otra teoría, tal vez un poco menos conocida y aceptada, propone que la vida surgió en las aguas oceánicas profundas, cuya superficie estaba presuntamente recubierta por una gruesa y espesa capa de hielo, pues el Sol de la tierra inicial probablemente no incidía tan fuertemente sobre la superficie como ahora.
La teoría propone que el hielo pudo haber protegido cualquiera fuera el fenómeno biológico que ocurriese en el mar, permitiendo la interacción de los distintos compuestos que originaron las primeras formas vivas.
Proteínas
Después de que pudiese demostrarse en un laboratorio que compuestos orgánicos como los aminoácidos podían formarse a partir de materia inorgánica en determinadas condiciones, los científicos comenzaron a preguntarse cómo se dio el proceso de polimerización de los compuestos orgánicos.
Recordemos que las células están formadas por grandes y complejos tipos de polímeros: las proteínas (polímeros de aminoácidos), los carbohidratos (polímeros de azúcares), los ácidos nucleicos (polímeros de bases nitrogenadas), etc.
En 1950, el bioquímico Sidney Fox y su grupo de trabajo descubrió que, en condiciones experimentales, si un conjunto de aminoácidos era calentado en ausencia de agua, estos podían unirse entre sí formando un polímero, es decir, una proteína.
Estos hallazgos sirvieron para que Fox sugiriera que en el “caldo primitivo” propuesto por Oparin y Haldane podían haberse formado aminoácidos que, al entrar en contacto con alguna superficie caliente, promoviendo la evaporación del agua, podían formar proteínas.
Ácido ribonucleico y la vida sobre arcilla
El químico orgánico Alexander Cairns-Smith propuso después que las primeras moléculas que hicieron posible la vida pudieron encontrarse sobre superficies arcillosas, las cuales no solo ayudaron a concentrarlas, sino que promovieron su organización en patrones definidos.
Estas ideas, que vieron la luz en los años 90, afirmaban que la arcilla podía servir como “catalizadora” en la formación de polímeros de ARN (ácido ribonucleico) actuando, a su vez, como soporte de catálisis.
Teniendo en cuenta las ideas de la formación “espontánea” de los polímeros orgánicos esenciales, algunos autores se dieron a la tarea de imaginar la posibilidad de que las primeras formas de vida hayan sido simplemente ácidos nucleicos autoreplicables, como el ADN (ácido desoxirribonucleico) o el ARN.
Por lo tanto, se sugirió que otros elementos importantes, como las redes metabólicas y la formación de membranas, por ejemplo, se añadieran posteriormente el sistema “primigenio”.
Dadas las características de reactividad del ARN, muchos científicos apoyan la noción de que las primeras estructuras auto-catalíticas estaban formadas por ese ácido nucleico (evidentes como ribozimas), hipótesis conocidas como “el mundo de ARN”.
De acuerdo con esto el ARN pudo, potencialmente, haber catalizado las reacciones que permitieron su propio copiado, haciéndolo capaz de transmitir información genética de generación en generación e, incluso, evolucionando.
Por otra parte, distintos investigadores más bien apoyaban la noción de que la vida tuvo lugar primero en moléculas orgánicas “tipo-proteínas”, estableciendo que las formas de vida iniciales pudieron consistir en redes metabólicas “autosustentables” previas a los ácidos nucleicos.
La hipótesis implica que las “redes metabólicas” pudieron haberse formado en zonas cercanas a respiraderos hidrotermales, los cuales mantenían un suministro continuo de precursores químicos.
Así, las primeras rutas más simples pudieron haber producido moléculas que actuasen como catalizadoras para la formación de moléculas más complejas y, eventualmente, las redes metabólicas pudieron haber sido capaces de formar otras moléculas aún más complejas, como los ácidos nucleicos y las grandes proteínas.
Finalmente, estos sistemas autosustentables pudieron haber sido “encapsulados” en el interior de membranas, formando así los primeros seres celulares.
Algunos investigadores pertenecientes al Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT, USA) han contribuido a la formulación de una teoría que explica el origen de los primeros seres vivos por “necesidad”, de algún modo “siguiendo las leyes de la naturaleza” y no por “azar” o “casualidad”.
De acuerdo con esta teoría, el surgimiento de la vida fue una cuestión inevitable, pues se estableció que la materia generalmente se desarrolla en “sistemas” que, dirigidos por una fuente externa de energía y rodeados por calor, son más eficientes en la disipación de la energía.
Los experimentos relacionados con esta teoría han demostrado que cuando una población de átomos aleatorios se expone a una fuente de energía, estos se organizan entre sí para disipar la energía más eficientemente, sugiriendo que este “re-modelamiento” eventualmente terminaría con la formación de vida.
La fuente alterna de energía pudo haber sido fácilmente el sol, aunque no se descarta del todo otras posibilidades.
El creacionismo es otra de las teorías apoyada por una parte importante de las sociedades actuales, principalmente por acto de fe. De acuerdo con esta corriente del pensamiento, el universo y todas las formas de vida que se hayan en este fueron creadas de la “nada” por un Dios.
Es una teoría que se contrapone interesantemente con las teorías modernas de la evolución, las cuales buscan explicar el origen de la diversidad de formas vivas sin la necesidad de un Dios o de cualquier otro “poder divino” y, muchas veces, simplemente por “azar”.
Existen dos tipos de creacionistas: los bíblicos y los de la “tierra antigua”. Los primeros creen que todo lo expuesto en el capítulo del Génesis en la biblia es literalmente cierto, mientras que los segundos consideran que un creador hizo todo lo que existe, pero sin afirmar que la historia del Génesis es una historia literal.
No obstante, ambos tipos de creacionistas creen que los cambios en los organismos pueden implicar cambios en una especie y también creen en los cambios “hacia abajo”, como las mutaciones negativas, por ejemplo.
Empero, no creen que estos cambios puedan haber conseguido la evolución de una especie “inferior” en una especie “superior” o mucho más compleja.
El creacionismo y el evolucionismo han sido motivo de debates y disputas desde la publicación de las primeras teorías evolucionistas y, aún en la actualidad, ambas visiones parecen ser mutuamente excluyentes.
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