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Los orígenes de la vida: recetas de la sopa prebiótica

Antonio Lazcano
Profesor de bioquímica,
Universidad Autónoma de México
21/06/00
Opinión

Biomedia (Barcelona). Su experiencia como bioquímico (Universidad Autónoma de México, UNAM) le ha llevado a investigar los orígenes moleculares de la vida junto a reconocidos científicos como Stanley Miller, quien sintetizó materia orgánica a partir de materia inorgánica en un matraz sometido a corrientes eléctricas, a partir del modelo teórico del ruso Oparin.

Tratar de comprender como surgió la vida es una de las preocupaciones centrales de muchos científicos no sólo por que a partir de ese momento comienza la evolución de la biosfera, sino también debido a que las soluciones a esta pregunta tocan puntos adicionales como el de la posible existencia (¡o no!) de formas de vida en otras partes del Universo y, por supuesto, el de la definición misma de lo que entendemos por vida, una cuestión que va mas allá de la ciencia para tocar disciplinas como la filosofa.

Contra lo que suele creer, el estudio científico del origen de la vida no comienza sino hasta doscientos años, cuando Jean-Baptiste de Lamarck publica en 1809 su célebre Filosofía zoológica y coloca a la generación espontánea como el punto de partida de la evolución biológica. La publicación del Origen de las especies de Charles Darwin en 1859 vino a darle una perspectiva distinta al problema y, empujado en parte por su rechazo a la idea de la evolución y de la selección natural, es que Louis Pasteur demuestra la inexistencia de la generación espontánea. Ninguno de los científicos de la época tomaba en cuenta los experimentos de los químicos como Whler, Strecker, Butlerow y otros, que habían demostrado que se podían sintetizar en el laboratorio sin grandes dificultades compuestos como los azúcares, la urea, y los aminoácidos, que ya desde entonces eran reconocidos como componentes de los seres vivos. Curiosamente, es posible que una síntesis orgánica anterior a la reportada por Whler haya pasado inadvertida y que se haya llevado a cabo en Madrid, ya que el célebre químico Joseph-Louis Proust, quien enseñó en esta ciudad durante varios años, luego de abandonar España, informe en 1807 de la formación de diversos compuestos orgánicos a partir de la polimerización del ácido cianhídrico.

No fue sino hasta 1924 cuando Alexander I. Oparin propuso en un pequeño libro que los primeros seres vivos se habían formado a partir de la llamada sopa primitiva, constituida por compuestos orgánicos disueltos en los mares de la Tierra primitiva recién formada. Aunque algunas de las ideas de Oparin han sido superadas en parte, su hipótesis constituye el punto de partida de las investigaciones contemporáneas del origen de la vida, que conocieron algunos de sus momentos más espectaculares cuando Stanley L. Miller demostró en 1953 que es posible sintetizar aminoácidos y otros compuestos biológicos simulando la atmósfera de la Tierra primitiva, y luego en 1960, cuando Joan Oró obtiene la formación de adenina, un componente esencial de los ácidos nucleicos, a partir del ácido cianhídrico.

Algunos han criticado estos experimentos por creer que no corresponden a las condiciones de la Tierra primitiva. Sin embargo, carecemos de información geológica directa de las condiciones ambientales de nuestro planeta al surgir la vida, y es posible contraponer argumentos sólidos a quienes rechazan la posibilidad de una sopa primitiva. Es posible que la naturaleza nos esté jugando una mala pasada, pero no deja de ser sorprendente no sólo la facilidad con la que podemos sintetizar compuestos bioquímicos en condiciones prebióticas, sino también el hecho de que muchos de ellos se encuentran en meteoritos que tienen la edad del Sistema Solar, y que son el material del cual se formaron la Tierra y otros planetas. ¿Se trata de una casualidad? Es difícil justificar el antagonismo entre quienes quieren contraponer los distintos aportes de materia orgánica a la Tierra primitiva (por ejemplo, meteoritos contra síntesis endógena), cuando una actitud ecléctica que reconozca las distintas fuentes de moléculas concilia estas actitudes.

El descubrimiento de microorganismos que crecen a temperaturas elevadas en las fuentes hidrotermales que se encuentran en el fondo marino ha llevado a algunos a creer que la vida surgió en esas condiciones. Esta posibilidad, que hace unos años fue muy popular, es hoy vista con una actitud más crítica. En primer lugar, los seres vivos crecen y se desarrollan, sobre todo si son bacterias, en ambientes muy diversos, lo mismo en el interior de la corteza terrestre que en los hielos de la Antártida, en los intestinos de los animales o en el suelo. Los seres vivos son tan oportunistas como los políticos. Ninguna bacteria va a desdeñar un sitio que provea fuentes de energía, carbono, nitrógeno y agua, aunque haya que pagar un precio a cambio de ello, como adaptarse a condiciones extremas como las temperaturas superiores a las de la ebullición del agua. Por ello, el encontrar microorganismos alrededor de los volcanes submarinos, por ejemplo, no necesariamente quiere decir que se hayan originado allí, sino simplemente que colonizaron un ambiente adaptándose con rapidez singular a las condiciones de esa zona.

De hecho, las aguas calientes de estos ambientes extremos como las fuentes hidrotermales seguramente hubieran impedido la acumulación de compuestos orgánicos en la Tierra primigenia, por lo que mi modelo favorito de la sopa primitiva es de un gazpacho prebiótico, en donde las temperaturas bajas hubieran favorecido la supervivencia de las moléculas orgánicas. Aunque hasta poco se creía que el origen de la vida había sido un proceso extraordinariamente lento, que requirió de varios miles de millones de años; la evidencia fósil demuestra lo contrario: que la vida surgió muy pronto en la historia del planeta. Hace algunos años Stanley L. Miller y yo mismo hicimos un cálculo, basado en la estabilidad de los compuestos orgánicos y la rapidez con la que ocurren las reacciones prebióticas cuando son estudiadas en el laboratorio, que sugiere que el origen y la diversificación temprana de la vida no involucraron tiempos de más de 10 millones de años. Este intervalo de tiempo implica, por supuesto, que si la vida es resultado de un proceso de evolución que se dio con rapidez, no hay razón alguna para pensar que ello ocurrió únicamente en nuestro planeta. Es decir, nuestros cálculos apoyan la idea de la vida es un fenómeno extraordinariamente frecuente en el Universo, pero hay que insistir en que no existe ninguna evidencia directa de vida en otros planetas. No hay que olvidar que el concepto de vida extraterrestre es como el de la democracia: todos hablan de ella, pero nadie la ha visto o experimentado.

Aunque aún no sabemos cómo surgió la vida, no hay razón alguna para suponer que se trata de un misterio insondable cuya solución está fuera de las fronteras de la ciencia. En primer lugar, tenemos explicaciones fisicoquímicas, es decir, materialistas, a todas las reacciones que ocurren en el interior de las células. No tenemos que apelar a ninguna fuerza mística para explicar cómo ocurre la síntesis de proteínas, las leyes de la herencia, o los procesos metabólicos. En segundo lugar, aunque es cierto que algunos científicos han buscado en el pasado sintetizar un ser vivo en el laboratorio, lo que la mayoría de quienes nos dedicamos a este problema pretendemos es el desarrollar una narración histórica coherente de cómo surgieron los primeros organismos. Habrá que agregar, por supuesto, que tratar de comprender como surgió la vida no busca ni validar ni descalificar creencia religiosa alguna. El propósito de la biología evolutiva no es el de fomentar una actitud jacobina, sino el de explicar el origen y la evolución de la biosfera a lo largo de miles de millones de años, y los líderes religiosos más perspicaces han aprendido, desde hace muchos años, la lección correspondiente, limitándose a los espacios que son de su competencia. En realidad, en países como España y México no existe un conflicto que enfrente a la religión con la ciencia, como ocurre desafortunadamente en algunos sectores de la sociedad estadounidense. En todo caso, me parece que los interlocutores que los científicos debemos buscar para discutir la compleja interacción entre ciencia y religión no se encuentran entre fanáticos semianalfabetos, sino entre quienes se han formado en la rica tradición intelectual que ha producido a pensadores como Avicena, Maimónides y Tomás de Aquino o, en tiempos mas recientes, a gente como Theilard de Chardin. - Antonio Lazcano es profesor de bioquímica de la Facultad de Ciencias, UNAM (México, DF, México)

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