Teoría quimiosintética: el surgimiento de la vida en la Tierra
¿Qué es la teoría quimiosintética?
La teoría quimiosintética, conocida también como teoría biosintética o teoría físicoquímica del origen de la vida, se fundamenta en la hipótesis de que la vida en nuestro planeta se originó a partir de la agrupación (síntesis) de moléculas muy primitivas en el origen de los tiempos y que fueron complejizándose hasta formar las primeras células.
Esta teoría fue desarrollada casi al mismo tiempo -entre 1924 y 1928-, pero separadamente por los científicos Alexander I. Oparin (bioquímico ruso) y John B.S. Haldane (biólogo inglés), confirmando la teoría del Big Bang y echando por tierra la teoría de la generación espontánea, creencia prevaleciente desde la antigüedad.
Entre las aportaciones a los trabajos de estos dos científicos, destaca la participación del farmacéutico mexicano Alfonso Luis Herrera, quien realizó estudios sobre el origen y la evolución de la vida en la tierra. Se le considera el creador de la plasmogenia, ciencia que estudia el origen del protoplasma, es decir, el origen de la vida.
Sus estudios fueron publicados en el extranjero y sirvieron de base a Oparin y Haldane para desarrollar su teoría que se nutrió también con estudios geológicos, paleontológicos y bioquímicos.
En la actualidad, la teoría quimiosintética es la más aceptada por los científicos. En ella se explica el origen de la vida a partir de la evolución química y de los fenómenos físicos de la materia.
La teoría quimiosintética: ¿cómo surgió la vida en la tierra?
De acuerdo a la teoría del Big Bang, la tierra surgió hace unos 5.000 millones de años a partir de una nube de gas de hidrógeno. Simultáneamente, se originaron el sol y los demás planetas del sistema solar.
Al principio, la temperatura de la tierra era extremadamente alta, pero poco a poco se fue enfriando y comenzaron a formarse los océanos primitivos.
En ese entonces, la atmósfera era muy diferente a la actual. Predominaban el vapor de agua, el metano, el amoníaco, el dióxido de carbono y el hidrógeno.
A diferencia de lo que sucede en nuestros días, en esa fase inicial no existía la capa de ozono, por lo que todo tipo de radiaciones llegaba a la superficie de la tierra, incluyendo los rayos ultravioletas y los infrarrojos.
Además, había muchísima energía producida por constantes erupciones volcánicas, rayos y relámpagos.
Primeros compuestos orgánicos
Bajo este escenario es muy posible que los primeros compuestos orgánicos en estos océanos primitivos, entre los cuales se encontraban carbohidratos, lípidos y algunos aminoácidos, se hayan formado y destruido una y otra vez hasta que, finalmente, encontraran cierta estabilidad para evolucionar.
Durante millones de años estas sustancias se fueron combinando químicamente entre sí, formando sustancias cada vez más complejas que quedaron delimitadas por una membrana.
Los protobiontes
A estas sustancias, Oparin las llamo protobiontes. Su existencia se prolongó por millones de años y, con el paso del tiempo, adquirieron características propias de los seres vivos, realizando funciones como la nutrición y la excreción. Asimismo comenzaron a reproducirse, lo que implicó la aparición de los ácidos nucleicos portadores de la información genética.
Evolutivamente, los protobiontes antecedieron a las primeras células simples y sencillas que surgieron miles de años después. Se cree que los primeros seres vivos que aparecieron en la tierra eran muy semejantes a las bacterias.
Estos seres primigenios extremadamente sencillos fueron evolucionando y complejizándose hasta convertirse en organismos pluricelulares.
El aporte de Miller y Urey
En 1953, los químicos estadounidenses Stanley L. Miller y Harold Clayton Urey intentaron reproducir en un laboratorio las condiciones sugeridas por Oparin y Haldane en su teoría. Miller y Urey crearon un aparato en el cual reprodujeron las condiciones de la tierra primitiva planteada por la teoría quimiosintética.
El aparato consistía en varios recipientes conectados entre sí. Con el fin de recrear las condiciones de la atmósfera primigenia de la tierra, estos científicos colocaron en los recipientes dos electrodos, agua, metano, amoníaco e hidrógeno.
Mediante los electrodos produjeron descargas eléctricas que hacían saltar chispas similares a las generadas por los relámpagos.
El agua que simulaba los océanos primitivos fue llevada al punto de ebullición. En ella se introdujeron una multitud de moléculas inorgánicas a partir de las cuales debían formarse seres vivos simples y sencillos.
El experimento se prolongó durante varias semanas, al término de las cuales los científicos advirtieron que en el agua y en las paredes de los recipientes se habían acumulado algunas sustancias.
Al analizarlas, Miller y Urey se dieron cuenta de que se trataban de varios compuestos orgánicos, entre ellos cuatro aminoácidos diferentes, los cuales intervienen en la formación de las proteínas.
Con su experimento, los científicos estadounidenses lograron comprobar que a partir de los compuestos inorgánicos se formaban compuestos orgánicos.
De este modo abrieron el camino para demostrar que la evolución pre biológica, tal como la plantearon Oparin y Haldane, era posible.
Desde entonces, se han realizado experimentos parecidos a los de Miller y Urey, pero variando las cantidades y tipos de gases. Asimismo, en algunos experimentos se han empleado diversas fuentes de energía como los rayos infrarrojos y ultravioletas.
La mayoría de estos experimentos obtuvieron gran diversidad de compuestos orgánicos que forman parte de los seres vivos.
De esta manera, ha quedado parcialmente comprobada la teoría quimiosintética.
Limitaciones para la comprobación
Los experimentos realizados para comprobar la teoría quimiosintética han logrado demostrar que es factible que el origen de la vida haya sido tal y como lo expusieron Oparin y Haldane. Sin embargo, no puede obviarse el hecho de que esto sucedió a lo largo de miles de millones de años.
Debido a este amplio período de tiempo, que abarcó el proceso del surgimiento de la vida en la tierra, resulta imposible reproducirlo en su totalidad y con fidelidad dentro de los laboratorios.
El obstáculo del tiempo ha puesto a los científicos frente a un difícil escenario, pues tal vez nunca sea posible saber exactamente cómo se formaron los primeros organismos que habitaron el planeta.
A pesar de este inconveniente, la teoría quimiosintética ha permitido dibujar una imagen bastante cercana a lo que pudo haber sido la génesis de la vida en la Tierra.
Temas de interés
Teorías del origen de la vida.
Teoría de la generación espontánea.
Referencias
- Paula Andrea Giraldo. Teoría quimiosintética del origen de la vida. Recuperado de es.calameo.com.
- Teoría fisicoquímica del origen de la vida. Recuperado de academia.edu.