Artículo científico del origen de la Vida

Teoría de OparinMuy recientemente los organismos fósiles que se conocían eran desde hace 600 millones de años, y durante largo tiempo después de la publicación del Origen de las especies, los biólogos consideraban que los acontecimientos más tempranos en la historia de la vida quedarían cerrados por siempre a la investigación científica. Sin embargo, dos avances han mejorado en gran medida el alcance de nuestra visión. El primero fue la formulación de una hipótesis verificable acerca de los acontecimientos que precedieron a los orígenes de la vida. Esta hipótesis generó preguntas cuyas respuestas podrían ser buscadas experimentalmente. Los resultados de las pruebas experimentales iniciales llevaron a la formulación de nuevas hipótesis y a experimentos adicionales, proceso que continua actualmente mientras los científicos exploran en muchos laboratorios el problema de los orígenes de la vida. El segundo avance fue el descubrimiento de células fosilizadas de más de 3.000 millones de años de edad.

La hipótesis verificable fue ofrecida por el Bioquímico ruso Oparin. Según Oparin, la aparición de la vida fue precedida por un largo periodo que según el comienza desde una evolución química. Se basa en la identidad de las sustancias, en especial gases presentes en la atmósfera primitiva y en los mares durante este periodo. Hay un acuerdo general, sin embargo existen dos aspectos críticos: 1) había muy poco o nada de oxigeno presente y 2) los cuatro elementos (hidrogeno, oxigeno, carbono, y nitrógeno) que constituyen mas del 95% de los tejidos vivos, estaban disponibles en alguna forma en la atmósfera y en las aguas de la tierra primitiva.

Además de estos materiales simples, la energía abundaba en el joven planeta. Había energía térmica, calor de ebullición y calor de cocción. El vapor de agua era arrojado al aire por los mares primitivos, se enfriaba en las capas superiores de la atmósfera, formaba nubes, volvía a caer como lluvia sobre la corteza terrestre y nuevamente se transformaba en vapor. Violentas tempestades eran acompañadas de rayos, que suministraban energía eléctrica. El sol bombardeaba la superficie terrestre con partículas de alta energía y luz ultravioleta. Los elementos radiactivos del interior de la Tierra descargaban su energía en la atmósfera. Oparin formulo la hipótesis que, en dichas condiciones, se formarían partículas orgánicas a partir de los gases atmosféricos y se reunirían formando un caldo diluido en los mares y lagos de la Tierra. Dado que no habría oxigeno libre para reaccionar con estas moléculas orgánicas y degradarlas a sustancias simples. Algunas de estas moléculas podrían haber quedado más concentradas en ciertas zonas por la desecación de un lago o por la adhesión a superficies sólidas. Oparin publico su hipótesis en 1922, pero en ese momento los científicos estaban tan convencidos por la demostración de Pasteur refutando la generación espontánea que la comunidad científica ignoró sus ideas.

La primera verificación de la hipótesis de Oparin fue hecha en la década de los 50 por Stanley Miller. Experimentos de esta clase, que hoy son de frecuente repetición, han mostrado que casi cualquier fuente de energía: rayos, radiación ultravioleta, o ceniza volcánica caliente, habría convertido las moléculas que se cree que estaban presentes sobre la superficie terrestre, en una variedad de compuestos orgánicos complejos. Con varias modificaciones en las condiciones experimentales y en la mezcla de gases colocada en el vaso de reacción, fue posible producir casi todos los aminoácidos comunes, así como los nucleótidos que son componentes esenciales del ADN y ARN. Los compuestos y agregados que poseían mayor estabilidad

química  en las condiciones prevalecientes en la tierra primitiva, habrían tendido a sobrevivir. Así, una forma de selección natural desempeñó su papel, tanto en la evolución química como en la evolución biológica.

Desde una perspectiva bioquímica, tres características distinguen a las células vivas de otros sistemas químicos: 1) La capacidad de duplicarse generación tras generación; 2) la presencia de enzimas, las proteínas complejas que son esenciales para las reacciones químicas de las que dependen la vida; y 3) una membrana que separa la célula del ambiente circundante y le permite mantener una identidad química distinta. ¿Cual de estas características apareció primero e hizo posible el desarrollo de otras? Esta continúa siendo una cuestión discutible. Sin embargo, funciones del ARN recientemente descubiertas sugieren que el punto de partida bien puede haber sido el autoensamble de las moléculas de ARN a partir de nucleótidos producidos por evolución química.

En otros estudios, que simulaban las condiciones existentes durante los primeros millones de años de la Tierra, han producido estructuras proteicas limitadas por membrana, las que pueden llevar a cabo algunas reacciones químicas análogas a las de las células vivas. Estas estructuras son producidas mediante una serie de reacciones químicas, comenzando con mezclas secas de aminoácidos. Cuando las mezclas se calientan a temperaturas moderadas, se forman polímeros, cada uno de los cuales puede contener hasta 200 monómeros de aminoácidos. Cuando estos polímeros se colocan en una solución salina acuosa y se mantienen en condiciones adecuadas, forman espontáneamente microesferas proteinoides. Las microesferas crecen lentamente mediante la adición del material proteinoide en solución y, finalmente, forman por gemación microesferas más pequeñas. Estas microesferas no son células vivas, pero su formación sugiere los tipos de procesos que podrían haber dado origen a identidades proteicas con mantenimiento autónomo, distintas de su ambiente y capaces de llevar a cabo las reacciones químicas necesarias para mantener su integridad física y química.

Como se acaba de ver esta teoría es en la actualidad muy aceptada, ha sido comprobado científicamente parte del proceso de esta teoría, pero aún no es una ley universal debido que falta comprobarlo totalmente, y puede ser descartada por otros científicos.