El misterioso camino de las mol¨¦culas simples a las m¨¢s complejas y vivas
El que los cient¨ªficos esperen solventar hoy el rompecabezas de c¨®mo empez¨® la vida es un signo del infinito optimismo de la ciencia o de su total falta de orgullo, dependiendo del punto de vista que uno tenga. Hasta este siglo, por lo general, se consideraba que ese tipo de cuestiones estaba vetado. En 1863, Charles Darwin coment¨® que intentar aplicar el pensamiento cient¨ªfico a este origen de or¨ªgenes era un ejercicio f¨²til, ya que los primeros seres vivos se formaron en un planeta hasta entonces sin vida. Ocho a?os despu¨¦s, se hab¨ªa aplacado un tanto, y reflexionaba sobre si la vida podr¨ªa haber empezado en alguna "peque?a y c¨¢lida laguna" sazonada con sustancias qu¨ªmicas org¨¢nicas simples. Estamos tan acostumbrados a la idea de una Tierra rebosante de vida en todos los rincones que es dif¨ªcil imaginar el mundo est¨¦ril de hace 4.000 millones de a?os. De alguna manera, este mundo gener¨® las prote¨ªnas y los ¨¢cidos nucleicos (ADN y ARN) que son las huellas moleculares caracter¨ªsticas de la vida.
Algunos cient¨ªficos han especulado con la posibilidad de que la vida fuera sembrada desde el espacio, por esporas transportadas en estado de congelaci¨®n a trav¨¦s del vac¨ªo interestelar desde un mundo vivo en alg¨²n otro lugar. Esta idea, llamada panespermia fue planteada por primera vez en 1907 por el qu¨ªmico sueco Svante Arrhenius y resucitada en los a?os sesenta por Francis Crick, el codescubridor de la estructura del ADN.
Elementos
La mayor¨ªa de los cient¨ªficos prefiere suponer que las mol¨¦culas que constitu¨ªan los primeros organismos surgieron a partir de peque?as mol¨¦culas m¨¢s simples formadas por procesos no biol¨®gicos en la joven Tierra. ?Qu¨¦ son estos constituyentes elementales de la sustancia de la vida? Las prote¨ªnas son largas cadenas de mol¨¦culas m¨¢s peque?as llamadas amino¨¢cidos, unidas entre s¨ª. Gran parte del trabajo sobre el origen de la vida se ha centrado en la cuesti¨®n de c¨®mo llegaron a existir los amino¨¢cidos y de c¨®mo se unieron a las prote¨ªnas. Los amino¨¢cidos contienen principalmente ¨¢tomos de carbono, hidr¨®geno, ox¨ªgeno y nitr¨®geno. Todos ellos habr¨ªan estado presentes en alguna forma en la atm¨®sfera de la joven Tierra: a diferencia de la atm¨®sfera actual, aqu¨¦lla no era una mezcla b¨¢sicamente de gas ox¨ªgeno y nitr¨®geno, sino que en su lugar, podr¨ªa haber contenido nitr¨®geno junto con mon¨®xido o di¨®xido de carbono (emitido por los volcanes), o quiz¨¢ metano (un compuesto de carbono e hidr¨®geno). Aunque las mol¨¦culas de los amino¨¢cidos son peque?as y simples en comparaci¨®n con las prote¨ªnas, son complejas si se las compara con las mol¨¦culas de estos gases.
Pero el paso desde las mezclas de gases sencillos hasta los sofisticados amino¨¢cidos no es tan problem¨¢tico como podr¨ªa parecer. En 1953, los qu¨ªmicos Harold Urey y Stanley Miller de la Universidad de Chicago demostraron que pod¨ªan hacer unos cuantos amino¨¢cidos simplemente mezclando amoniaco, hidr¨®geno, metano y vapor de agua en una jarra de cristal y acribill¨¢ndolos con descargas el¨¦ctricas, e indicaron que esto ser¨ªa como un rayo que atravesara los cielos primigenios.
El experimento de Urey y Miller fue fundamental para convencer a los cient¨ªficos de que entender el origen de la vida no es una b¨²squeda desesperada. Pero, en realidad, no proporciona respuestas s¨®lidas. En primer lugar, el carbono en la atm¨®sfera primitiva estaba probablemente encerrado en ¨®xidos de carbono, no en metano.
Si en su lugar se utilizan los ¨®xidos, la formaci¨®n de amino¨¢cidos en el experimento es insignificante. Desde entonces, se han propuesto otros modelos que utilizan materiales b¨¢sicos simples y descargas b¨¢sicas de energ¨ªa para estimular las reacciones como simulaciones de la forma en que se podr¨ªan haber formado los amino¨¢cidos.
Del espacio, en los volcanes o las fumarolas
Pero se puede decir que ni siquiera este primer paso en el origen de las prote¨ªnas ha sido resuelto todav¨ªa. Tambi¨¦n hay buenas razones para creer que los amino¨¢cidos se pueden formar en el espacio. Por ejemplo, han sido identificados en varios meteoritos ricos en carbono que han ca¨ªdo a la Tierra. As¨ª pues, aunque quiz¨¢ la vida no haya llegado ya formada del espacio, parece probable que parte de sus componentes esenciales llegasen de esta manera. Entretanto, los eslabones de la cadena de ADN son m¨¢s complicados. Reciben el nombre de nucle¨®tidos y son compuestos que constan de tres partes: una base que va ligada a otra base para mantener unida la doble h¨¦lice; una mol¨¦cula de az¨²car y un i¨®n de fosfato. El fosfato se forma en los minerales, aunque es dif¨ªcil convertirlo en una forma soluble. Como, por lo general, se cree que el proceso qu¨ªmico que gener¨® la vida tuvo lugar en el agua, esto es un problema. Los az¨²cares se pueden formar a partir de una peque?a mol¨¦cula llamada formaldeh¨ªdo, que podr¨ªa haber estado presente en los primeros d¨ªas de la Tierra. Las bases de ADN son dif¨ªciles de sintetizar pero, una vez m¨¢s, los qu¨ªmicos han descubierto formas plausibles de hacerlo en reacciones b¨¢sicas que implican cianuro de hidr¨®geno, una peque?a mol¨¦cula simple.
Adem¨¢s, est¨¢ la cuesti¨®n de c¨®mo se unieron los eslabones para formar cadenas. Esto es m¨¢s problem¨¢tico de lo que pudiera parecer. En primer lugar, el agua tiene una tendencia a dividir los v¨ªnculos que unen los amino¨¢cidos, as¨ª que podr¨ªa ser preocupante que las mol¨¦culas parecidas a las prote¨ªnas se rompieran con la misma velocidad que se forman. Una forma esperanzadora de resolver esto es suponer que la uni¨®n tuvo lugar en la superficie de minerales, a los cuales se podr¨ªan haber pegado los amino¨¢cidos. Los qu¨ªmicos han demostrado que algunos minerales comunes como la arcilla puede catalizar la uni¨®n de amino¨¢cidos.
La l¨®gica detr¨¢s de todos estos planteamientos es que si los mares estaban finamente tejidos con un c¨®ctel de toda clase de peque?as mol¨¦culas en peque?as cantidades, formadas a partir de los constituyentes b¨¢sicos de la atm¨®sfera, podr¨ªan haberse concentrado en lagunas costeras c¨¢lidas en estado de evaporaci¨®n y haberse confabulado para combinarse y dar lugar a una cantidad a¨²n m¨¢s peque?a de componentes de prote¨ªnas y ADN. Todo eso requiere un considerable acto de fe, pero lo que importa es demostrar que la vida pudo haber empezado simplemente de esta manera, sin que hiciera falta algo extraordinario. La investigaci¨®n del origen de la vida se basa en establecer cosas admisibles, no en encontrar pruebas.
Sin embargo, otra escuela de pensamiento propone una hip¨®tesis muy distinta. Se?ala a los ecosistemas que proliferan alrededor de fuentes termales llamadas fumarolas hidrotermales en el lecho de los oc¨¦anos profundos. En las comunidades de las fumarolas hay organismos que pueden vivir del calor y de la rica infusi¨®n de nutrientes minerales y de gases que emana como denso humo de las chimeneas calentadas volc¨¢nicamente. ?Proporcionaron acaso estas fumarolas tanto las materias primas de la primera vida como la energ¨ªa necesaria para hacer que ¨¦stas reaccionaran y formasen mol¨¦culas m¨¢s complejas? Es una idea pol¨¦mica. Algunos expertos como Stanley Miller sostienen que las fumarolas contribuir¨ªan m¨¢s a desintegrar mol¨¦culas complejas que a crearlas.
Pero aunque podamos imaginar c¨®mo fabricar los componentes de prote¨ªnas y ¨¢cidos nucleicos y c¨®mo conectarlos, no estamos descubriendo la receta de la vida.
Tu suscripci¨®n se est¨¢ usando en otro dispositivo
?Quieres a?adir otro usuario a tu suscripci¨®n?
Si contin¨²as leyendo en este dispositivo, no se podr¨¢ leer en el otro.
FlechaTu suscripci¨®n se est¨¢ usando en otro dispositivo y solo puedes acceder a EL PA?S desde un dispositivo a la vez.
Si quieres compartir tu cuenta, cambia tu suscripci¨®n a la modalidad Premium, as¨ª podr¨¢s a?adir otro usuario. Cada uno acceder¨¢ con su propia cuenta de email, lo que os permitir¨¢ personalizar vuestra experiencia en EL PA?S.
En el caso de no saber qui¨¦n est¨¢ usando tu cuenta, te recomendamos cambiar tu contrase?a aqu¨ª.
Si decides continuar compartiendo tu cuenta, este mensaje se mostrar¨¢ en tu dispositivo y en el de la otra persona que est¨¢ usando tu cuenta de forma indefinida, afectando a tu experiencia de lectura. Puedes consultar aqu¨ª los t¨¦rminos y condiciones de la suscripci¨®n digital.
