Se han formulado muchas teorías para dar contestación a la
duda sobre el nacimiento de la vida, muchas de ellas poco científicas.
Ya en la ciencia, la Paleontología, que estudia especies
animales de épocas pasadas, ha encontrado fósiles de hasta 500 millones de años
de antigüedad. Pero, ¿qué pasó en las épocas anteriores? Esta respuesta sólo
puede ser inferida. La Morfología Comparada es el estudio (comparado) de
estructuras animales actuales y otras del pasado. Por ser las actuales
descendientes de las otras, sus organismos son “huellas” del pasado; el
problema es encontrar las claves para interpretar estas huellas.
La vida se originó a través de mecanismos de síntesis.
Astronomía, Física y Geología nos dan información sobre las posibles
condiciones físicas de la época en que se originó, situación que se ha reproducido
en experimentos químicos.
En el proceso no está implicado ningún fenómeno
sobrenatural, sino las leyes físicas y el
tiempo.
El universo se originó con una gran explosión («Big Bang»)
que llenó todo el espacio hace unos 15.000 millones de años. La temperatura
inicial era de unos 100.000 millones de grados centígrados. Toda la materia
existía en formas subatómicas. A medida que el universo se iba enfriando,
comenzaron a formarse partículas más estables: protones y neutrones, que
formaron el núcleo de los átomos. Los protones (carga positivas) atraparon partículas
más pequeñas de carga negativa (electrones). A partir de estos átomos se
formaron todas las estrellas y planetas. A partir de los átomos del planeta
Tierra se originó la vida.
El Sistema Solar era una masa gaseosa caliente en rotación,
los átomos de hidrógeno eran los más abundantes. Fuera del Sol quedó en
rotación un cinturón de gases que luego dio lugar a concentraciones más
pequeñas con movimiento giratorio que originaron los planetas.
La Tierra se formó como una masa incandescente. Los átomos
más pesados (Fe, Ni). Otros más ligeros, como el silicio y el aluminio,
formaron otra capa, y los más ligeros de todos: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y
carbono; se dispusieron en la capa más externa. Las temperaturas eran demasiado
altas para que se formaran compuestos estables.
La temperatura bajó lo suficiente como para que se formaran
enlaces entre H, O, N y C más estables, compuestos muy simples.
Historia química:
Hoy día el 95% de las sustancias de todo organismo proceden
del H, O, N y C. Se piensa que inicialmente se originaron una media docena de
compuestos sencillos:
H2O: agua
NH3: amoniaco
CO2: dióxido de carbono
CH4: metano
HCN: ácido cianhídrico
H2: hidrógeno molecular
Al enfriarse la masa incandescente, se solidificó la
corteza. La lluvia llevó estos compuestos, como NH3, CO2 o HCN, a la superficie
terrestre. Lo que permitió la aparición de vida fueron las grandes
acumulaciones de agua con estas sustancias en disolución. El agua es el
componente fundamental de la vida, porque es un buen disolvente, lo que le
convierte en un medio excelente para las reacciones químicas; y porque
originalmente era la única fuente de hidrógeno y oxígeno. En el océano se
formaron las condiciones necesarias: agua, sales minerales y sustancias
atmosféricas en disolución.
El carbono puede dar muchos compuestos orgánicos combinado
con otros elementos. Para la formación de estas moléculas intervienen fuerzas
externas de energía: por un lado el sol, por otro descargas eléctricas de las
tormentas continuas.
En los años 20, Oparin supuso que en tales condiciones se
formaron moléculas orgánicas y que éstas se congregaron en el “caldo
primordial”. Como no había oxígeno libre que las degradase estas moléculas
tendieron a persistir. Pero no fue hasta los años 50 cuando Miller puso a
prueba esta hipótesis. Experimentalmente demostró que en las condiciones
iniciales citadas por Oparin se podían formar compuestos orgánicos. Para ello
introdujo CH4 ,NH3 y CO2 disueltos en agua en un recipiente que reproducía las
condiciones de presión y temperatura originales, e hizo saltar chispas
eléctricas durante varias semanas. Observó que se habían formado muchos
aminoácidos y otros compuestos orgánicos muy simples.
Casi cualquier energía podría haber transformado lo
inorgánico en orgánico. Pero estos experimentos no demuestran que se formen,
sino que pudieran haberse formado así. Las reacciones químicas que llevaron a
la formación de compuestos orgánicos fueron inevitables.
Otra teoría es la del “barro o arcilla primordial”, dice que
las primeras células se formaron a partir de moléculas que existían en el
barro. Parece ser que el lodo almacena y transmite bien la energía.
A partir de los primeros compuestos orgánicos se formaron
los compuestos más complejos (proteínas, bases nitrogenadas). Algunas de estas
proteínas pudieron tener una función enzimática, lo que pudo acelerar mucho
algunas reacciones, sobre todo de bases nitrogenadas. Las últimas fases de
estas síntesis no se han desarrollado en laboratorio, pero parece que ningún
problema físico-químico impide que se produzcan.
Historia biológica:
En una primera fase, se sospecha que consistió en la reunión
y organización de los compuestos orgánicos (ácidos nucleicos, proteínas, etc.)
para formar las primeras células. Se reproducían por simple partición. No se
sabe exactamente cuando, pero se calcula gracias a los microfósiles de hace
unos 3.500 millones de años.
Las primeras estructuras de tipo celular necesitaban fuentes
de energía. Las células se alimentan por mecanismos:
Heterótrofos: cuando dependen de fuentes externas para
obtener energía (son organismos heterótrofos los animales, algunos hongos...).
Autótrofos: cuando elaboran sus propias moléculas orgánicas nutritivas
(las plantas son autótrofas). Tienen su fuente de energía en el Sol.
Las primeras células podrían haber sido autótrofas. Según
los registros, las primeras eran muy simples. Las células pueden ser:
Procariotas: el material genético no está en un núcleo
delimitado por una membrana nuclear que lo separe del citoplasma.
Eucariotas: son más complejas y tienen un núcleo separado
del citoplasma. Todas las células de los organismos pluricelulares son eucariotas.
Los primeros organismos pluricelulares hicieron su aparición
hace 750 millones de años, a partir de células eucariotas.
Está claro que en cada nivel surgen nuevas propiedades; el
agua, por ejemplo, no consiste en la simple suma de las propiedades del
hidrógeno y el oxígeno. Podemos decir que la célula es el nivel de organización
en el que aparece la vida como propiedad, al menos, incipiente.
Hacia la teoría evolutiva
Aunque la complejidad bioquímica de los seres vivos no se
conocía entonces, ya hace muchos siglos que se sabe que la materia orgánica es
más complicada que la inorgánica. En un principio no eran posturas científicas,
sino filosóficas, como la generación espontánea de seres simples (p. ej.:
creación de pulgones a partir de las gotas de rocío).
Redi quiso probar la verdad de esta creencia. Para ello
colocó tres recipientes con carne podrida: uno tapado, otro con un velo que
dejaba pasar el aire y el último abierto. Sólo nacieron moscas en el destapado,
por lo que concluyó que no era cierto, al menos, en organismos de ese nivel.
Sin embargo, se conservó la creencia para los microorganismos. En 1860 Pasteur
demostró que los organismos microscópicos sólo aparecían en el aire, no era válida
la generación espontánea.
Hasta Oparin y Miller no se intuyó como se generó la vida.
Pero también existía la duda de cómo se había generado esa enorme diversidad de
especies.
El origen de las especies
Hoy se acepta la teoría de Darwin sobre el origen de las
especies, sin embargo hubo muchas otras antes. Desde Aristóteles se pensaba que
se podían clasificar todos los seres vivos según un orden jerárquico (scala
naturae). Hasta el siglo pasado todos los biólogos creían que los seres vivos
habían sido creados en la forma actual por Dios y habían permanecido
inmutables. También estaba presente la concepción cartesiana de que la
diferencia hombre/animal estaba en que el hombre tenía alma.
La teoría evolutiva supuso un duro golpe a esa filosofía
imperante, tuvo influencia en muchos campos. El hombre ya no era diferente
cualitativamente al animal, sino que la diferencia, de haberla, sería de grado
(cuantitativa). Algunos investigadores pensaron que, si somos fruto de la
evolución, sería conveniente estudiar hombres primitivos y organismos
inferiores para conocernos a nosotros mismos.
Hasta el S. XVIII las especies no tenían historia, sin
embargo había muchas pruebas de que había evolución: los fósiles, aunque
siempre se los justificó mediante teorías que no guardaban relación con la
evolución. A finales de ese siglo Bonnet propuso la teoría de que la Tierra
había estado sometida a diversas catástrofes que habían hecho desaparecer las
especies varias veces, los fósiles eran fruto de esto. A pesar de esta teoría
surgiría más tarde la de la evolución.
Fueron quizá los geólogos los que allanaron el terreno para
pensar que había otras posibilidades además del creacionismo bíblico. Se
interesaron por los fósiles y observaron que en cada capa había fósiles
específicos, lo que les llevó a creer que la tierra se había formado capa a
capa, estrato a estrato. Pero seguían postulándose una serie de catástrofes y
las subsiguientes creaciones independientes.
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