Abiogénesis: el origen de la vida

» Descubre en este fascinante artículo el origen de la vida. ¿Cómo se originó la primera célula a partir de materia inorgánica? ¿Qué teorías explican estas transformaciones? ¿Podemos crear vida en los laboratorios?

Origen y evolución de la vida
¿Te has enterado de que tenemos revista? ¡Haz clic aquí y no te la pierdas!

El origen de la vida: abiogénesis

Hace unos 4500 millones de años se formó La Tierra, pero las primeras formas de vida están datadas de hace 4000 millones de años. Es decir, no fue hasta 500 millones de años después cuando las condiciones fueron favorables para este evento. Pero, ¿cuáles fueron esas condiciones?

Conocemos la abiogénesis como el proceso del origen de la vida por el cual se producen compuestos orgánicos a partir de la materia inerte. El origen de la vida es un tema muy discutido por la comunidad científica, donde se ha creado un campo de estudio a su alrededor. Así pues, vamos a ver un pequeño resumen de las principales ideas sobre la abiogénesis.

Primera idea: la generación espontánea

Hasta el siglo XIX, la idea de que la vida se podía crear por generación espontánea estaba muy extendida. La falta de métodos de observación y experimentación hizo creer que la vida surgía de manera espontánea de la materia orgánica, inorgánica o de ambas. Con ello, se afirmaba que las ranas surgían de la lluvia o los gusanos de la carne.

Hay que tener en cuenta, que Darwin al defender la ascendencia común de todos los organismos asumió que el primer organismo original debió surgir a partir de materia inorgánica. A pesar de esto, nunca trató en público el problema del origen de la vida al considerar que en ese momento no se podía realizar de forma científica.

En 1668, el médico italiano Francesco Redi, hizo el primer experimento para poner a prueba esta idea. Este experimento consistía en poner carne dentro de tres frascos, el primero sin tapar y los otros dos tapados. La carne se descompuso en los tres frascos, pero únicamente aparecieron gusanos en el frasco destapado. Con esto, concluyó que, si las moscas no tenían acceso a la carne, no aparecían gusanos en ella, es decir, no se crea vida de forma espontánea. Pero este experimento no fue suficiente para rechazar la idea de la generación espontánea.

Casi un siglo más tarde, John Needham, volvió a intentar demostrar la idea de la generación espontánea, así pues, hirvió caldo de carne y lo puso en frascos cerrados con corcho. Unos días más tarde en todos los frascos se observaban microorganismos.

Esta idea se quedó en el aire, y 20 años más tarde Lazzaro Spallanzani repitió estos experimentos, pero con algunas modificaciones. Algunos de los frascos los cerró herméticamente y los mantuvo en agua hirviendo durante unos minutos. Al cabo de unos días, únicamente presentaban microorganismos los frascos abiertos. Aún con este experimento, Spallanzani no pudo luchar contra la idea de la generación espontánea, y algunos de los defensores de esta idea llegaron a rebatir que al calentar los frascos destruía “el principio vital” que contenía el aire.

Finalmente, en 1861, Louis Pasteur, consiguió erradicar la idea de la generación espontánea gracias a su experimento. Para ello, puso caldo de carne en dos matraces y los hirvió para eliminar posibles microorganismos allí presentes. Estos matraces eran especiales ya que tenían forma de S, y con cuellos muy alargados y cada vez más estrechos. Esta forma era clave para que el aire pudiese entrar pero que los microorganismos del exterior se quedasen en la parte más baja del tubo. Unas semanas más tarde, ninguno de los matraces presentaba microorganismos en su interior. Finalmente cortó el cuello a uno de los matraces, y el resultado fue que al cabo de unos días el caldo del matraz sin cuello empezó a descomponerse, mientras que el otro permanecía intacto. Así pues, Pasteur concluyó que los microorganismos tampoco provenían de la generación espontánea.

Louis Pasteur

Segunda idea: la síntesis prebiótica

Una vez Pasteur demostró que la generación espontanea no existía, nadie más volvió a tratar el tema del origen de la vida hasta 60 años más tarde, cuando el bioquímico Alexander I. Oparin y el genetista J.B.S. Haldane de forma independiente propusieron una nueva forma de generación espontánea, únicamente aplicable al inicio de la vida. La propuesta de Oparin y Haldane sobre el origen de la vida consistía en tres etapas:

  • La asociación progresiva de moléculas inorgánicas para originar moléculas orgánicas sencillas.
  • La condensación de estas moléculas orgánicas sencillas para formar moléculas orgánicas más complejas.
  • La formación de agregados moleculares en forma de pequeñas gotas o coacervados, los cuales serian los precursores de los primeros organismos.

Las dos primeras etapas constituían la síntesis prebiótica.

Tras esta idea, en 1953, Stanley Miller hizo el primer intento de simular en un laboratorio las condiciones de lo que conocemos como la Tierra primitiva. En este experimento, Miller soldó varios electrodos a un recipiente de vidrio e introdujo la mezcla de gases que supuestamente se encontraban en la atmosfera primitiva: metano, amoniaco, hidrogeno y vapor de agua. Hizo varias descargas eléctricas parecidas a las que ocurren durante las tormentas, mientras el agua hervía en un recipiente para forzar a los gases a circular por tubo frío, y por último estos gases condensados caían en un recipiente que representaba el océano primitivo.

Finalmente, analizó el contenido y un 15% del carbono que existía en la atmosfera primitiva estaba en ese océano. Entre los compuestos encontrados identificó cuatro aminoácidos, urea y varios ácidos grasos.

Con este experimento no se consiguió sintetizar todos los componentes de los seres vivos ni tampoco explicar el origen de la vida. Pero gracias a ellos, sí que podemos concluir que la materia primera para el origen de la vida pudo haberse generado de manera espontánea.

Evolución

Ideas actuales sobre el origen de la vida

Las hipótesis actuales sobre el origen de la vida presentan algunas críticas a la idea inicial de la síntesis prebiótica, como por ejemplo que la atmosfera primitiva no era tan reductora como propuso Miller, o que la sopa del océano primitivo no podía ser tan diluida como decían Oparin y Haldane.

Actualmente, hay una hipótesis alternativa al sistema atmosfera-océano que se basa en las fuentes hidrotermales submarinas. En estas fuentes, por la actividad volcánica, hay agua caliente que cuando sale arrastra una gran cantidad de sustancias minerales que reaccionan en un ambiente sin oxígeno. Esta hipótesis se basa en el hecho que en estos ecosistemas podemos encontrar los microorganismos que consideramos más primitivos.

Por otro lado, Oró propuso que la materia orgánica podía tener una procedencia cósmica y actualmente hay modelos que explican la contribución de los cuerpos exteriores en las primeras materias para la vida. También, está la idea que las primeras formas de vida se dieron por metabolismos capaces de sintetizar materia orgánica a partir de CO2.

Por último, existe la idea que el ADN al tratarse de una molécula de origen biológico podría haber estado precedido por el ARN, en lo que conocemos como el “mundo de ARN”. Pero, es difícil saber qué había antes del ARN y su origen prebiótico es muy difícil de imaginar.

Pese a todas las ideas y conjeturas hoy en día aún no se ha podido fabricar vida en un laboratorio. Entre la síntesis prebiótica y el primer organismo continúa habiendo un vacío muy grande.

Bibliografía:

  • Peretó, J.; Sendra, R.; Pamblanco, M. & Bañó, C. (2005). Fonaments de bioquímica. 5ª Edició. València: Universitat de València
  • Pedrinaci, E; Gil, C. & Gómez de Salazar, J.M. (2008). Biologia i geologia. 1 batxillerat. Madrid: Ediciones SM.