El origen de la vida en la Tierra: su historia

Me imagino que al menos una vez en la vida nos hemos preguntado cómo fue el origen de la vida en la Tierra. Esa misma pregunta ha intentado ser respondida tanto por intelectuales filósofos, científicos y religiosos. Incluso hoy en día sigue siendo un tema espinoso de tratar. Actualmente, la teoría de la abiogénesis basada en la hipótesis de Oparin-Haldane ha sido aceptada por una gran parte de la comunidad científica. En este post hablaremos sobre algunas de las creencias e hipótesis sobre el origen de la vida, como la conocida teoría de la generación espontánea. Y finalmente veremos con más detalle de qué trata la teoría de la abiogénesis. ¡No te lo pierdas!

Interpretación sobrenatural sobre cuál fue el origen de la vida en la Tierra

Creencias religiosas y filosóficas

Las diversas religiones han intentado explicar el complejo proceso de creación o aparición de la vida en la Tierra. Probablemente a la mayoría de nosotros nos suena el término “creacionismo” asociado al cristianismo. Hay diversas ramas de esta teoría, pero todas en mayor o menor medida se basan en la creación de la vida tal y como se describe en la Biblia en su primer libro Génesis. Estas teorías suelen tener en común la no aceptación de la evolución humana, el rechazo a las evidencias científicas, como los rastros fósiles, y por supuesto, el rechazo parcial o completo a la teoría de la evolución de Darwin.

«Y en un principio Dios creo el cielo y la Tierra». Así comienza la lectura del primer libro del Antiguo Testamento de la Biblia. El creacionismo clásico cristiano cree firmemente que la aparición de la vida en la Tierra fue obra directa de Dios.

En cambio, existen otras creencias que tratan de compaginar la religión y las pruebas aportadas por la ciencia. Estas ideas y teorías tienen diferentes nombres, pero se conocen mayormente porque rechazan el conflicto entre ciencia y religión. La idea filosófica de la evolución teísta y el creacionismo proevolutivo comparten ciertas características. Ambos se basan en la existencia de un creador, pero no niegan los procesos evolutivos descritos por la ciencia. Digamos que estas ideas o creencias utilizan la evolución para manifestar que realmente sí que existe un Dios creador de todo.

Hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra a partir de lo inerte

Finalmente existe otra teoría que fue “refutada” (lo pongo entre comillas, luego veréis por qué) por uno de nuestros científicos favoritos, Louis Pasteur. Seguramente ya sepáis que estoy hablando sobre la teoría de la generación espontánea. Esta teoría sugiere que la vida puede surgir de la materia inerte, previamente viva. Aristóteles lo manifestó desde la antigua Grecia, y aunque ha sido una creencia muy arraigada entre científicos, hoy en día ha quedado obsoleta. Esta teoría tuvo una gran importancia durante los siglos XVII y XVIII, y probablemente conozcamos el experimento sobre la aparición de moscas y larvas por la putrefacción de la materia orgánica.

Experimentos que refutaron la teoría de la generación espontánea

Francesco Redi y las larvas de moscas

Tres fueron los experimentos realizados para refutar esta teoría. Primero fue Francesco Redi, quién en 1668 publicó el libro Esperienze Intorno alla Generazione degli´ Insetti. (Si os interesa y sabéis italiano, os dejo el link del libro original). Los experimentos descritos en el libro fueron los primeros en echar por tierra la idea de la generación espontánea. En el mencionado libro, Redi desmiente la idea de que las larvas de mosca surgían a partir de la carne muerta en descomposición.

¿Cómo lo hizo? El científico preparó diversos tarros en los cuales introdujo trozos de carne y pescado. A modo de control (probablemente por primera vez), unos jarrones no fueron tapados y quedaron al aire libre. En cambio, otros fueron cubiertos por una gasa y un corcho. ¿Qué pasó entonces? Las moscas, al poder alcanzar la carne, pudieron poner huevos y por lo tanto aparecieron larvas que se transformaron en moscas. En cambio, en la carne tapada por la gasa, sí que aparecieron larvas, pero al no poder alimentarse no sobrevivieron. Sin embargo, en el corcho no aparecieron ni huevos ni larvas.

Experimentos con caldo de Spallanzani y Pasteur

Otro italiano llamado Lazzaro Spallanzani fundamentó el experimento de Pasteur. El sacerdote biólogo tampoco creía en la teoría de la generación espontánea, ya que creía que los microorganismos podían contaminar un caldo previamente hervido (esterilizado) antes de sellarlo. Para demostrarlo, tras hervir caldo de pollo en un tarro, se las arregló para sacar el aire creando una especie de vacío. Observó entonces que el caldo no se llegaba a descomponer. Por lo tanto, en aquel momento su experimento demostró que los microorganismos capaces de contaminar el caldo provenían del aire.

Finalmente, nuestro bacteriólogo favorito, Pasteur, diseñó un experimento en el cual hirvió caldo de cultivo en matraces “cuellos de cisne”. Estos matraces tenían un tubo con forma de “S” los cuales permitían que el aire saliese, y atrapaba las partículas que contenían microorganismos en el fondo. Este ingenioso experimento demostró que el caldo no se descomponía hasta ponerse en contacto con los microorganismos atrapados en el tubo. A partir de este momento, la teoría de la generación espontánea empezó a perder fuerza.

Os adjunto una imagen para que veáis de que trata el experimento, con material sencillo lo podéis probar incluso en vuestro laboratorio.

El experimento con matraces "cuellos de cisne" que realizó el bateriólogo frances Louis Pasteur refutó finalmente la tan arraigada hasta entonces teoría de la generación espontánea.
El experimento de Louis Pasteur, bacteriólogo frances, fue la gota que colmó el vaso para la teoría de la generación espontánea. Su experimento demostró que la aparición de la vida en el caldo estaba relacionada con microorganismos que existían en el exterior.

Teorías sobre el origen de la vida en la Tierra: abiogénesis

En este apartado hablaremos sobre la interpretación científica del origen de la vida. Junto con la hipótesis de la panspermia, aquella que dice que la vida existe y está distribuida por el Universo, la abiogénesis es la más aceptada hoy en día. La teoría de la abiogénesis se fundamenta en que la vida apareció de lo inerte mediante un proceso natural. Pero los científicos no se decantan por una hipótesis en concreto. Todas las hipótesis medianamente aceptadas tienen de base el trabajo realizado por el bioquímico ruso Alexander Oparin y el biólogo evolutivo J. B. S. Haldane.

En este apartado resumiremos un poco de qué trata la hipótesis de Oparin-Haldane y cuales son las ideas principales de la teoría de la abiogénesis. ¡Estate atento!

Consenso sobre la teoría de la abiogénesis

Aunque el proceso del origen de la vida en la Tierra sigue siendo ferozmente discutido, existen algunos puntos en los que todos están de acuerdo. Para empezar, existe la evidencia fósil de microorganismos que habitaron la tierra hará entre 4000 y 4200 millones de años. Luego, la aparición de la vida en la Tierra ha tenido que ser fruto de un largo y complicado proceso, no de una aparición instantánea. La vida se originó de la “no vida”, es decir, de lo abiótico, de lo inerte, y con seguridad estuvieron involucradas diversas fuentes de energía. Además, se necesitan ingredientes para fabricar lo vivo, y esos son el carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y el azufre. Como dato curioso, estos son los 6 elementos más abundantes en el planeta.

Hipótesis del origen de la vida en la Tierra de Oparin-Haldane

Tanto Oparin como Haldane, cada uno por su lado, pensaron en la idea de que la Tierra primordial no se parecía absolutamente en nada a la actual. En el año 1924 se publicó el libro The Origin of Life, escrito por Oparin, en el cual devolvía de nuevo a la vida la teoría de la generación espontánea (aquella que Pasteur desmintió). Tal y como Oparin comenta, dicha generación espontánea sí ocurrió, al menos una vez, pero debido al cambio que ha sufrido la Tierra estos miles de años, las condiciones para que ocurra tal proceso de nuevo no existen. Oparin y Haldane llegaron también a una conclusión parecida. A su manera, ambos sugirieron que los océanos primordiales actuaron a modo de «sopa caliente» en los cuales se mezclaron las moléculas orgánicas formando estructuras más complejas.

De moléculas inorgánicas a la vida. El caldo primordial.

Parece increíble que la vida pudiera haber surgido de eventos que ocurrieron al azar. En un planeta recientemente formado, moléculas orgánicas son creadas en una atmósfera caliente e irradiada por la luz del sol. Una vez su superficie se enfrió lo suficiente, el agua pudo aparecer en estado líquido, y llenó el planeta de océanos tormentosos. De esta manera, las primeras moléculas orgánicas se diluirían en el agua, formando así el “caldo primordial”. Los primeros pasos del origen de la vida en el planeta ocurrirían por procesos de polimerización, dando lugar a moléculas más complejas como alcoholes, aldehídos y ácidos. Por supuesto, también aparecerían carbohidratos y proteínas que, como ya sabemos, son moléculas muy relevantes en la estructura del material vivo.

En un momento dado ocurrió algo muy especial. Coágulos de materia amorfa y desestructurada adquirieron forma, y los primeros indicios de un “cuerpo” orgánico surgieron. Esos primeros “cuerpos” adquirieron una característica muy importante: una imperfecta individualidad. El coágulo principal, con el tiempo, se pudo ir separando en pequeñas piezas diferentes entre sí, formando los primeros “organismos” con un metabolismo simple. Y no solo eso, sino que algunos de esos “cuerpos” estarían probablemente mejor adaptados a su entorno. ¿Os suena por dónde pueden ir los tiros, no? Así es, probablemente los primeros pasos de la selección natural de Darwin ocurrieron en esos momentos.

Con el paso de los milenios, poco a poco, generaciones de “cuerpos” se adaptaron y mejoraron su estructura físico-química. Así, probablemente optimizaron su capacidad de absorción y asimilación de compuestos nutritivos. De esta manera, en los principios del origen de la vida, surgió la habilidad para metabolizar compuestos.

Experimento de Miller-Urey

Probablemente el experimento que realizaron Miller y Urey os suene a la mayoría de los estudiantes de ciencias biológicas y químicas. Allá en los años 50, un experimento dio un empujón a la hipótesis de la “sopa” o “caldo” primordial: se pudieron crear moléculas orgánicas a través de lo inerte.

Miller y Urey trataron de simular en el laboratorio aquellas condiciones de la Tierra primordial descritas por Oparin-Haldane. Tal y como podéis ver en la imagen, utilizando metano, amonio, hidrogeno y agua y aplicando energía, pudieron obtener compuestos orgánicos como ácidos nucleicos. A mí, sinceramente, me parece fascinante.

La hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra de Oparin-Haldane forma la base de la gran mayoría de hipótesis aceptadas hoy en día. Muller-Urey realizaron un experimento en el año 1952, en el cuál recrearon la atmósfera descrita por Oparin-Haldane y pudieron crear a partir de moléculas inorgánicas 23 aminoácidos diferentes en el laboratorio.
El experimento de Miller-Urey apoyó enormemente la hipótesis de Oparin-Haldane. En el experimento se intentó recrear el ambiente extremo del planeta y poder así simular la aparición de la vida en la Tierra a partir de moléculas inorgánicas.

Además en el año 2011, utilizando tecnología más novedosa, pudieron confirmar que este experimento original pudo crear 23 aminoácidos diferentes. ¡No únicamente los 5 que se observaron en 1952!

Resumen del significado de la teoría de la abiogénesis

Hasta ahora hemos visto las bases que fundaron la teoría de la abiogénesis sobre el origen de la vida en la Tierra. Pero tal y como he mencionado antes, no hay una verdad absoluta sobre cuál fue el proceso exacto de la aparición de la vida compleja.

En resumen, lo que la teoría de la abiogénesis propone es que en una atmósfera bombardeada por radiaciones solares y ultravioletas se formaron moléculas orgánicas. Entre estas moléculas se formaron los aminoácidos y las bases nitrogenadas. La unión de esas moléculas permitió en algún momento la creación de ácidos nucleicos y proteínas. Los océanos calientes eran ambientes muy destructivos. En algún momento de la historia, algunas de estas moléculas se refugiaron en vesículas de lípidos, que fueron las precursoras de las células vivas. Un entorno más estable debió de permitir la aparición de un primer metabolismo y la reproducción de esas vesículas. Finalmente, tras procesos de selección se crearon las primeras moléculas de ARN. Las moléculas de ARN autorreplicativas permitirían la síntesis de proteínas más complejas además de poder pasar los rasgos favorables a moléculas hijas de ARN.

Aún no se sabe a ciencia cierta cómo fue el proceso del origen de la vida en el planeta, pero poco a poco, los científicos estrechan el cerco. Resulta increíble pensar que todo lo que conocemos hoy en día pudiera haber surgido de moléculas que se crearon al azar. ¿Y tú, qué piensas sobre esto? Si te ha gustado el post, no dudes en seguir leyendo nuestro blog.

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Iker Ariznabarreta

¡Hola! Me llamo Iker, y soy un joven biólogo con especial interés por la microbiología. Estoy entusiasmado por seguir aprendiendo y compartir mis conocimientos con todo aquel que desee conocer el amplio mundo de las ciencias biológicas.