Biología

Origen de la vida

El caldo primigenio, también llamado primordial, caldo primitivo, primario, de la vida, sopa primitiva,¹prebiótica² o nutricia, entre otras denominaciones, es el punto central de la hipótesis más aceptada para la creación de la vida en nuestro planeta. El experimento se basa principalmente en reproducir en un lugar hermético las condiciones que se dieron en la tierra hace millones de años junto con el caldo primitivo, es decir, los elementos en las proporciones en las que se encontraban entonces. El líquido, rico en compuestos orgánicos, se compone decarbono, nitrógeno e hidrógeno mayoritariamente, expuesto a rayos ultravioletas y energía eléctrica. El resultado es que se generan unas estructuras simples de ARN, en su momento versión primitiva del ADN, base de las criaturas vivas. Parte de este resultado dio origen a la teoría dawkinsiana de la evolución.

El concepto se debe al biólogo ruso Aleksandr Oparin, que en 1924 postuló la hipótesis de que el origen de la vidaen la Tierra se debe a la evolución química gradual a partir de moléculas basadas en el carbono, todo ello de manera abiótica.

El Grand Prismatic Spring del Parque Nacional Yellowstone. Se supone que el ambiente de este lago con elevadas temperaturas y ambiente reductor (ausencia de oxígeno), sería similar al ambiente primigenio de los mares de la Tierra.

Demostración experimental

Stanley Miller demostró un modelo experimental del caldo primigenio en 1953 en la Universidad de Chicago. Introdujo agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un recipiente de vidrio para simular las supuestas condiciones de la Tierra primitiva. La mezcla fue expuesta a descargas eléctricas y, una semana después, unacromatografía en papel mostró que se habían formado varios aminoácidos y otras moléculas orgánicas. El modelo postula que el origen de la vida se produjo a partir de tales moléculas que, tras formarse en la atmósfera primitiva, fueron arrastradas por la lluvia hasta el océano primordial, donde se combinaron para formar proteínas,ácidos nucleicos y otras moléculas de la vida.

Argumentación

El problema central es el tiempo de vida de los polímeros, debido a la ruptura de los mismos por hidrólisis en el océano primitivo. Además, la síntesis abiótica produce una mezcla racémica de isómeros D y L, y los seres vivos utilizan casi exclusivamente formas L. Se ha sugerido que los polímeros primigenios se ensamblaron sobreminerales sólidos, como la arcilla. Así, se han conseguido sintetizar en el laboratorio polinucleótidos y polipéptidos de unas 50 unidades.^{[cita requerida]}

Trabajo posterior

Christopher Wills y Jeffrey Bada de la Universidad de California, San Diego, sostienen que moléculas orgánicas pequeñas pudieron reaccionar con moléculas mayores en películas aceitosas en playas y charcos de marea. Algunas moléculas que permanecieron en la película y resistieron el lavado de las olas fueron seleccionadas de acuerdo con las reglas de la selección natural. Gradualmente, evolucionaron sistemas más complejos con primitivas funciones bioquímicas. Finalmente, tales sistemas empezaron a replicarse por mecanismos genéticos más simples que los del ADN y ARN actuales.^{[cita requerida]}

Los ribozimas pueden catalizar la unión de nucleótidos para originar cortos oligonucleótidos que son cadenas complementarias de ellos mismos, siguiendo las reglas de emparejamiento de las bases nitrogenadas. Es posible que la vida comenzase con ARN antes de que las proteínas empezasen a actuar como enzimas y que el el ADN adquiriese el papel genético que desempeña en las formas de vida actuales. Estas ideas se ven apoyadas por el hecho de que la ribosa (componente del ARN pero no del ADN) sea una parte esencial en la estructura de moléculas universales y claves para la vida, como el ATP, NAD, FAD, coenzima A, AMP cíclico, etc., mientras que ladesoxirribosa se halle casi exclusivamente en el ADN.

Un filamento parecido a un microbio celular encontrado en una roca de 3.465 billones de años

La evolución comprende una gran variedad de fenómenos: desde la aparición de los principales linajes hasta las extinciones masivas o la evolución de bacterias resistentes a los antibióticos en los hospitales en la actualidad. Sin embargo, dentro del campo de la biología evolutiva, el origen de la vida tiene un interés especial porque estudia una pregunta fundamental: ¿de dónde venimos (nosotros y el resto de los seres vivos)?

Muchas líneas de pruebas iluminan el origen de la vida: los fósiles antiguos, la datación radiométrica, la filogenética y la química de los organismos actuales, incluso los experimentos. No obstante, dado que se están descubriendo nuevas pruebas constantemente, es posible que las hipótesis sobre cómo se originó la vida cambien o se modifiquen. Es importante tener en cuenta que los cambios que se producen en este tipo de hipótesis son una parte normal del proceso de la ciencia y no representan un cambio en los fundamentos de la teoría evolutiva.

Aquí, puede aprender hipótesis importantes en cuanto a cuando, donde, y como la vida originada y averiguar como los científicos estudian un evento que ocurrió tan hace mucho.

Ciudad perdida o Lost City es un campo de fuentes hidrotermales en el centro del océano Atlántico que son significativamente diferentes de las conocidas fumarolas negras halladas a finales de los años 70. Los respiraderos se descubrieron en diciembre de 2000 durante una expedición de la Fundación Nacional para la Ciencia deEstados Unidos al atlántico central. Una segunda expedición organizada en 2003 usó el DSV Alvin para explorar tales surgimientos. Los detalles de la química y biología del campo hidrotermal de Lost City fueron publicados en marzo de 2005.

Estas formaciones se localizan en la montaña submarinaAtlantis Massif, donde las reacciones entre el agua marina y la peridotita del manto superior producen fluidos ricos enmetano e hidrógeno que son altamente alcalinos (pH de 9 a 11) con temperaturas que van desde < 40° a 90° celsius. Hay un campo de unas 30 chimeneas compuestas por carbonato de calcio de 30 a 60 metros de altura, con algunas chimeneas menores.

Los respiraderos de Lost City liberan metano e hidrógeno en el agua circundante; no producen cantidades significativas de dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno o metales, que son los principales productos de las fumarolas negras volcánicas. La temperatura y pH del agua cercana a los dos tipos de fuentes hidrotermales también es significativamente diferente. Los datos isotópicos del carbono, oxígenoy estroncio y las edades medidas por radiocarbono dan fe de al menos 30,000 años de actividad hidrotermal dirigida por las reacciones de serpentinización que tienen lugar en Lost City, haciendo que la antigüedad de Lost City sea mayor que las fumarolas negras más antiguas conocidas por un factor de al menos dos órdenes de magnitud. De acuerdo con esto Lost City y las fumarolas negras soportan formas de vida enormemente diferentes.

La Ciudad Perdida mantiene varios invertebrados pequeños asociados con las estructuras carbonatadas, como caracoles, bivalvos,poliquetos, anfípodos y ostrácodos. Varios microorganismos viven en el interior y en las cencanías de los surgimientos. lasarqueobacterias del tipo Methanosarcina viven en el interior de las surgencias y oxidan metano; también viven bacterias relacionadas con las Firmicutes en su interior. En el exterior de los mismos, las arqueoobacterias, incluidas las recientemente descritas ANME-1 y bacterias, incluidas las proteobacterias oxidan metano, azufre e hidrógeno como fuente primaria de energía. Los respiraderos de Lost City carecen de la gran cantidad de biomasa de los organismos quimiosintéticos que son típicas de las zonas de fumarolas negras.

La Ciudad Prohibida proporciona a los geólogos, químicos y biólogos un ecosistema operativo para el estudio de la vida y otros procesos a expensas del metano y el hidrógeno.

Lost City fue destacada en el documental tridimensional de IMAX producido por Disney Aliens of the Deep, dirigida por James Cameron ySteven Quale.