EVOLUCIÓN DE LA VIDA EN LA TIERRA

EVOLUCIÓN DE LA VIDA .-

Hipótesis del origen de la Vida 
Teoría de Oparin         Hasta muy recientemente los organismos fósiles que se conocían databan hasta 600 millones de años, y durante largo tiempo después de la publicación del Origen de las especies , los biólogos consideraban que los acontecimientos mas tempranos en la historia de la vida quedarían cerrados por siempre a la investigación científica.

        Sin embargo, dos avances han mejorado en gran medida el alcance de nuestra vision.El primero fue la formulación de una hipótesis verificable acerca de los acontecimientos que precedieron a los orígenes de la vida. Esta hipótesis generó preguntas cuyas respuestas podrían ser buscadas experimentalmente. Los resultados de las pruebas experimentales iniciales llevaron a la formulación de nuevas hipótesis y a experimentos adicionales, proceso que continua actualmente mientras los científicos exploran en muchos laboratorios el problema de los orígenes de la vida. El segundo avance fue el descubrimiento de células fosilizadas de mas de 3.000 millones de años de edad.

        La hipótesis verificable fue ofrecida por el Bioquímico ruso A.I. Oparin. Según Oparin, la aparición de la vida fue precedida por un largo periodo de lo que a veces se denomina evolución química. La identidad de las sustancias, en especial gases presentes en la atmósfera primitiva y en los mares durante este periodo, es un tema controvertido. Hay acuerdo general, sin embargo, en dos aspectos críticos: 1) había muy poco o nada de oxigeno presente y 2) los cuatro elementos ( hidrogeno, oxigeno, carbono, y nitrógeno) que constituyen mas del 95% de los tejidos vivos, estaban disponibles en alguna forma en la atmósfera y en las aguas de la tierra primitiva.

        Además de estos materiales simples, la energía abundaba en el joven planeta. Había energía térmica, calor de ebullición (húmedo) y calor de cocción (seco). El vapor de agua era arrojado al aire por los mares primitivos, se enfriaba en las capas superiores de la atmósfera, formaba nubes, volvía a caer como lluvia sobre la corteza terrestre y nuevamente se transformaba en vapor. Violentas tempestades eran acompañadas de rayos, que suministraban energía eléctrica. El sol bombardeaba la superficie terrestre con partículas de alta energía y luz ultravioleta (otra forma de energía). Los elementos radiactivos del interior de la Tierra descargaban su energía en la atmósfera. Oparin formulo la hipótesis que, en dichas condiciones, se formarían partículas orgánicas a partir de los gases atmosféricos y se reunirían formando un caldo diluido en los mares y lagos de la Tierra. Dado que no habría oxigeno libre para reaccionar con estas moléculas orgánicas y degradarlas a sustancias simples, como el dióxido de carbono ( tal como ocurriría hoy en día), ellas tenderían a persistir. Algunas de estas moléculas podrían haber quedado mas concentradas en ciertos parajes por la desecación de un lago o por la adhesión a superficies sólidas. Oparin publico su hipótesis en 1922, pero en ese momento los científicos estaban tan convencidos por la demostración de Pasteur refutando la generación espontanea que la comunidad científica ignoró sus ideas. La primera verificación de la hipótesis de Oparin fue hecha en la década de los 50 por Stanley Miller, quien por esa entonces era alumno de la escuela de graduados de La Universidad de Chicago. Experimentos de esta clase, que hoy son de frecuente repetición, han mostrado que casi cualquier fuente de energía: rayos, radiación ultravioleta, o ceniza volcánica caliente, habría convertido las moléculas que se cree estaban presentes sobre la superficie terrestre, en una variedad de compuestos orgánicos complejos. Con varias modificaciones en las condiciones experimentales y en la mezcla de gases colocada en el vaso de reacción, fue posible producir casi todos los aminoácidos comunes, así como los nucleotidos que son componentes esenciales del ADN y ARN.

En los sistemas modernos, ya sea en el laboratorio o en el organismo vivo, las moléculas y los agregados mas estables tienden a sobrevivir, y las menos estables son transitorias. De igual modo los compuestos y agregados que poseían mayor estabilidad química  en las condiciones prevalecientes en la tierra primitiva, habrían tendido a sobrevivir. Así, una forma de selección natural desempeñó su papel, tanto en la evolución química como en la evolución biológica, la cual describiremos a continuación.

        Desde una perspectiva bioquímica, tres características distinguen a las células vivas de otros sistemas químicos: 1) La capacidad de duplicarse generación tras generación; 2) la presencia de enzimas, las proteínas complejas que son esenciales para las reacciones químicas de las que dependen la vida; y 3) una membrana que separa la célula del ambiente circundante y le permite mantener una identidad química distinta. ¿Cual de estas características apareció primero e hizo posible el desarrollo de otras? Esta continua siendo una cuestión discutible. Sin embargo, funciones del ARN recientemente descubiertas sugieren que el punto de partida bien puede haber sido el autoensamble de las moléculas de ARN a partir de nucleotidos producidos por evolución química.

        En otros estudios, que simulaban las condiciones existentes durante los primeros millones de años de la Tierra, Sidney W. Fox y sus colaboradores en la Universidad de Miami han producido estructuras proteicas limitadas por membrana, las que pueden llevar a cabo algunas reacciones químicas análogas a las de las células vivas. Estas estructuras son producidas mediante una serie de reacciones químicas, comenzando con mezclas secas de aminoácidos. Cuando las mezclas se calientan a temperaturas moderadas, se forman polímeros ( conocidos como proteinoides térmicos), cada uno de los cuales puede contener hasta 200 monómeros de aminoácidos. Cuando estos polímeros se colocan en una solución salina acuosa y se mantienen en condiciones adecuadas, forman espontáneamente microesferas proteinoides. Las microesferas crecen lentamente mediante la adición del material proteinoide en solución y , finalmente, forman por gemación microesferas mas pequeñas. Estas microesferas no son células vivas, pero su formación sugiere los tipos de procesos que podrían haber dado origen a identidades protéicas con mantenimiento autónomo, distintas de su ambiente y capaces de llevar a cabo las reacciones químicas necesarias para mantener su integridad física y química..