Cuando hace aproximadamente 4.600 millones de años se formó la Tierra, a una temperatura cercana a los 1730ºC, se trataba de un lugar inhóspito e imposible para la vida. Hace 4.450 M.A. se diferenció el núcleo y, muy pronto, transcurridos los primeros 400 M.A, el planeta fue aumentando su tamaño por el aporte de meteoritos que golpeaban y agitaban su superficie. Los vientos solares provocados por este bombardeo continuo barrieron la atmósfera de hidrógeno mientras las erupciones volcánicas aportaron vapor de agua y gases tóxicos como el monóxido de carbono, el amoníaco y el cianuro de hidrógeno. Deberían transcurrir otros 400 M.A para que la vida comenzara a emerger en forma de las primeras células que pronto colonizaron todos los ambientes y formaron una densa capa viva.
En la antigua Grecia, Anaximandro aceptó un origen espontáneo de ciertas criaturas: "… a partir del calentamiento del agua y la tierra nacieron los peces…".
Tales de Mileto consideraba que el agua era el elemento primordial del que emanaban todas las cosas, incluidos los seres vivos.
Hasta mediados del siglo XVII se aceptó el punto de vista aristotélico y el origen de la vida se consideraba el producto de la creación. Pero junto con esta opinión creacionista persistió el dogma de la generación espontánea, según el cual los seres vivos podían surgir de la materia inanimada.
En el transcurso del siglo XIX dos importantes avances en el conocimiento provocaron un cambio radical de la opinión dominante:
En primer lugar, Louis Pasteur desechó la aparición de formas de vida espontáneas con sus investigaciones experimentales, y planteó la existencia independiente de las diferentes formas de vida.
En segundo lugar, Charles Robert Darwin junto con Alfred Russel Wallace esclarecieron los mecanismos de la evolución por selección natural, lo que contribuyó definitivamente al abandono de las viejas ideas.
Darwin postuló la existencia de organismos iniciales sencillos que luego comenzaron a evolucionar hacia formas más complejas.
La atmósfera inicial carecía de oxígeno libre; todo el oxígeno existente estaba combinado con hidrógeno, metales y elementos químicos. Al no tener oxígeno libre, la atmósfera inicial era reductora y estaba formada por gases como el nitrógeno, el metano, el monóxido de carbono y otros similares.
La ausencia de oxígeno libre en esta atmósfera resultó esencial para impedir la destrucción por oxidación de las moléculas orgánicas recién formadas, pero a la vez, la falta de la capa de ozono permitía el pasaje continuo de radiación UV, letal para los agregados moleculares.
El vapor de agua se formó tanto por la fusión de las rocas volcánicas y las altas temperaturas, como por el aporte de los cometas.
La evidencia suministrada al estudiar ciertos cristales en las rocas más antiguas señala que la interacción entre la roca fundida y el vapor de agua formó los primeros océanos hace, aproximadamente, 4.200 M.A.
Sin embargo, hasta hace 3.900 M.A., estos océanos iniciales se evaporaban y volvían a condensarse, tal vez en numerosas ocasiones, por el bombardeo de meteoritos.
Obviamente estas condiciones extremas impidieron inicialmente la formación de células o de cualquier otro indicio de vida, debido a la esterilización completa del ambiente, como si se tratara de un gigantesco horno, con temperaturas que en ocasiones se acercaban a las de la superficie de Mercurio, por encima de los 500 ºC.
Estas condiciones también crearon un ambiente selectivamente favorable para la formación de organismos hipertermófilos (que toleran temperaturas cercanas o por encima del punto de ebullición), como ocurre con varios representantes del imperio Archaea y el imperio Bacteria (organismos procariotas, es decir, sin núcleo ni membranas internas)
Surgieron diversas posibilidades sobre cuál habría sido el ambiente propicio para la formación espontánea de polímeros (proteínas, ácidos nucléicos) a partir de monómeros (aminoácidos, nucleótidos). Debería ser un ambiente protegido de las radiaciones UV y a una temperatura adecuada. Para el investigador alemán Günter Wächterhäuser las fuentes hidrotermales submarinas cumplían con estos requisitos. Al estar a más de 5.000 metros de profundidad estaban protegidas de las letales radiaciones UV (ya que la radiación solar ingresa hasta cierta profundidad); además eran ambientes alcalinos y fuertemente reductores que favorecían la formación de polímeros.
Estas se encuentran a elevadísimas presiones, debido a la gran profundidad, y a altas temperaturas, al estar asociadas con las chimeneas de volcanes submarinos. Además, en el ambiente hidrotermal abundan las moléculas sencillas, como monóxido de carbono, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y amoníaco, y otras moléculas como el cianuro de hidrógeno, metano e incluso varios óxidos metálicos, todos necesarios para la síntesis de aminoácidos y nucleótidos, y de los intermediarios energéticos, como el ATP (adenosintrifosfato).
En la década de 1990 se descubrió en las chimeneas hidrotermales del océano Pacífico oriental, que emanan a 380 ºC, la presencia de compuestos que cumplen este requisito de centro catalizador. Desde la década de 1970, también se había logrado simular en el laboratorio mezclas experimentales de polipéptidos a partir de aminoácidos a temperaturas ubicadas por encima del punto de ebullición del agua en combinaciones adecuadas de aminoácidos.
Los polímeros recién formados debían separarse de alguna manera del medio externo. El próximo paso debió ser entonces el agrupamiento de los proteinoides macromoleculares en conjuntos todavía mayores (aunque no necesariamente vivientes), de un tamaño de 1 a 2 micrones de diámetro: los liposomas, los coacervados y las microesferas.
Líposomas: son esferas de moléculas orgánicas rodeadas por una película de lípidos que mantiene diferenciado el medio interno del externo. Se dividen formando otras esferas más pequeñas.
Coacervados: son esferas de moléculas orgánicas con polipéptidos y polisacáridos rodeadas de moléculas de agua, que puedan absorber selectivamente materiales del medio externo (antecedente de membrana celular).
Microesferas: son esferas proteicas, selectivamente permeables y excitables, rodeadas de agua, o bien formadas por pequeños volúmenes de agua encerrados en capas de polipéptidos. En parte, también pudieron formarse bicapas lipídicas en soluciones acuosas, y ésta podría ser también una condición alternativa para la formación de las primeras membranas celulares.
Pero los agregados macromoleculares (aun los virus) no tienen vida. Y, a pesar de la organización de los proteinoides y de la permeabilidad selectiva que ofrece la formación de bicapas lipídicas en las microesferas, les faltaban sin duda la capacidad de replicación, necesaria para la continuidad de la vida, y las enzimas (proteínas que aceleran y posibilitan las reacciones químicas de los seres vivos).
No hay comentarios:
Publicar un comentario