origen dela vida

origen dela vida

Estromatolitos del precámbrico en la formación Siyeh, Parque nacional de los glaciares, Estados unidos. En 2002, William Schopf de la UCLA publicó un polémico artículo en la revista Nature defendiendo que este tipo de formaciones geológicas fueron creadas por cianofíceas fósiles con una antigüedad de 3.500 millones de años[1] De ser cierto, serían las formas de vida más antiguas conocidas.
En las ciencias de la naturaleza, la cuestión del origen de la vida en la Tierra consiste en un campo de estudio especializado en elucidar cómo surgió la vida. La opiníon más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida evolucionó de la materia inerte en algún momento entre los 4.400 millones de años, cuando el vapor de agua pudo condensarse por primera vez[2] . y los 2.700 millones de años atrás, cuando la proporción entre los isótopos estables de carbono (12C y 13C), hierro y azufre induce a pensar en un origen biogénico de los minerales y sedimentos que se produjeron en esa época[3] [4] y los biomarcadores moleculares indican que ya existía la fotosíntesis.[5] [6] Este tema también incluye teorías e ideas al respecto de la hipótesis de un posible origen extraplanetario o extraterrestre de la vida, que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo conocido tras el Big Bang[7] .
Los estudios sobre el origen de la vida constituyen un campo limitado de investigación, a pesar de su profundo impacto en la biología y la comprensión humana del mundo natural. Los progresos en esta área son generalmente lentos y esporádicos, aunque aún atraen la atención de muchos dada la importancia de la cuestión que se investiga. Existe una serie de observaciones que apuntan las condiciones fisicoquímicas en las cuales pudo emerger la vida, pero todavía no se tiene un cuadro razonablemente completo acerca de cómo pudo ser este origen. Se han propuesto varias teorías, siendo la más importante en cuanto al número y calidad de investigadores que la apoyan la hipótesis del mundo de ARN[8] Estas explicaciones no pretenden discernir sobre aspectos religiosos que examinan el papel de la voluntad divina en el origen de la vida (creacionismo), ni sobre aspectos metafísicos que ilustren acerca las causas primigenias.

Aristóteles
Desde su primera formulación por Aristóteles en el siglo IV a.C., se sostenía por creencia común o ilustrada en europa, que los organismos vivos complejos surgían espontáneamente en todo momento de la materia inerte. Las moscas y los ratones adultos salían de la ropa sucia y las parvas de trigo, las larvas de mosca y sus adultos de la carne podrida, los áfidos de las gotas de rocío. En pocas palabras, se creía que la vida surgía continuamente por generación espontánea o abiogénesis.

Pasteur
A mediados del s. XIX Pasteur y otros habían demostrado que los seres vivos no surgían espontáneamente de la materia inerte; así pues, surgía la cuestión de cómo la vida pudo haber surgido dentro del marco de la filosofía natural.
Los primeros biólogos del siglo XVIII comenzaron a abrir huecos en la doctrina aristotélica. En 1862, los meticulosos experimentos de Louis Pasteur finalmente establecieron que un medio verdaderamente estéril permanecería siempre estéril y que los organismos vivientes complejos sólo venían de otros organismos similares. La "Ley de la Biogénesis" (omne vivum ex ovo o "todo lo vivo sale del huevo") basada en su obra es ahora una piedra angular de la moderna biología.

Darwin
En una carta a Joseph Dalton Hooker del 1 de Febrero de 1871, Charles Darwin sugirió que la chispa original de la vida pudo haber comenzado en un " pequeño charco cálido, con todo tipo de sales fosfóricas y de amonio, en presencia además de luz, calor, electricidad etc..., de modo que se formara un compuesto proteico listo para sufrir cambios aún más complejos". Continuó explicando que "a día de hoy semejante material sería instantáneamente devorado o absorbido, lo cual no habría sido el caso antes de que los seres vivos se hubieran formado"[9] En otras palabras, la presencia de la vida misma hace la búsqueda del origen de la vida dependiente de las condiciones de esterilidad que se dan en el laboratorio. Más precisamente, el oxigeno producido por las diferentes formas de vida es muy activo a escala molecular, lo cual perjudica a cualquier intento de formación de vida.

Aleksandr Oparin (derecha) en el laboratorio

Oparin
Hasta 1924 no se realizó ningún progreso real, cuando Aleksandr Ivanovich Oparin mostró experimentalmente que el oxígeno atmosférico impedía la síntesis de moléculas orgánicas que son constituyentes necesarios para el surgimiento de la vida. En su obra El Origen de la Vida en la Tierra, Oparin exponía que una "sopa primitiva" de moléculas orgánicas se pudo haber generado en una atmósfera sin oxígeno a través de la acción de la luz solar. Estas se combinarían de una forma cada vez más compleja hasta quedar disueltas en una gotita de coacervado. Estas gotitas crecerían por fusión con otras y se reproducirían mediante fisión en gotitas hijas, y de ese modo podrían haber obtenido un metabolismo primitivo en el que estos factores asegurarían la supervivencia de la "integridad celular" de aquellas que no acabaran extinguiéndose. Muchas teorías modernas del origen de la vida aún toman las ideas de Oparin como punto de partida.

J.B.S. Haldane
Alrededor de la misma fecha (1924), J.B.S. Haldane también sugirió que los océanos pre-bióticos de la tierra -muy diferentes de sus correspondientes actuales- habrían formado una "sopa caliente diluída" en la cual los compuestos orgánicos, los constituyentes elementales de la vida, se pudieron haber formado. Esta idea se llamó biopoiesis o biopoesis: proceso por el cual la materia viva surge de moléculas autorreplicantes pero no vivas.

Modelos actuales
No hay un verdadero modelo "estándar" del origen de la vida. Los modelos actualmente más aceptados se construyen de uno u otro modo sobre cierto número de descubrimientos acerca del origen de los componentes celulares y moleculares de la vida, enumerados en el orden más o menos aproximado en el que se postula su emergencia:
Las posibles condiciones prebióticas terminaron con la creación de ciertas moléculas pequeñas básicas (monómeros) de la vida, como los aminoácidos. Esto fue demostrado en el experimento Urey-Miller llevado a cabo por Stanley L. Miller y Harold C. Urey en 1953.
Los fosfolípidos (de una longitud adecuada) pueden formar espontáneamente bicapas lipídicas, uno de los dos componentes básicos de la membrana celular.
La polimerización de los nucleótidos en moléculas de ARN al azar pudo haber dado lugar a ribozimas autoreplicantes (hipótesis del mundo de ARN).
Las presiones de selección para una eficiencia catalítica y una diversidad mayor terminaron en ribozimas que catalizaban la transferencia de péptidos (y por ende la formación de pequeñas proteínas), ya que los oligopéptidos formaban complejos con el ARN para formar mejores catalizadores. De ese modo surgió el primer ribosoma y la síntesis de proteínas se hizo más prevalente.
Las proteínas superan a las ribozimas en su capacidad catalítica y por tanto se convierten en el biopolímero dominante. Los ácidos nucleicos quedan restringidos a un uso predominantemente genómico.
El origen de las biomoléculas básicas, aunque aún no ha sido establecido, es menos controvertido que el significado y orden de los pasos 2 y 3. Los reactivos químicos inorgánicos básicos a partir de los cuales se formó la vida son el metano , amoniaco , agua sulfuro de hidrógeno (H2S), dióxido de carbono y anión fosfato .
A fecha de 2007, aún nadie ha sintetizado una protocélula utilizando los componentes básicos que tenga las propiedades necesarias para la vida (el llamado enfoque "de abajo a arriba"). Sin esta prueba de principio, las explicaciones tienden a quedarse cortas. No obstante, algunos investigadores están trabajando en este campo, en especial Jack Szostak de la Universidad de Harvard. Otros autores han argumentado que un enfoque "de arriba a abajo" sería más asequible. Uno de estos intentos fue realizado por Craig Venter y colaboradores en el Institute for Genomic Research. Utilizaba ingeniería genética con células procariotas existentes con una cantidad de genes progresivamente menor, intentando discernir en qué punto se alcanzaban los requisitos mínimos para la vida. El biólogo John Desmon Bernal acuñó el término biopoiesis para este proceso, y sugirió que había un número de "estadios" claramente definidos que se podían reconocer a la hora de explicar el origen de la vida:
Estadio 1: El origen de los monómeros biológicos
Estadio 2: El origen de los polímeros biológicos
Estadio 3:La evolución desde lo molecular a la célula.