I. El enfoque materialista

Ya de cara al verano, cuando con eso de la jornada intensiva empieza a haber algo más de tiempo para lecturas, me ha parecido que podría ser de interés para los lectores, una breve serie acerca del origen de la vida. Un tema que a mí siempre me atrajo sobremanera, y que dentro de un libro que estoy escribiendo actualmente, ocupa un espacio relevante.

Claro es que en el tema de cómo surgió la vida animada, ha de tenerse en cuenta que previamente hubo toda una primera fase de alquimia estelar. De cuando en los hornos de las estrellas se produjo la trasmutación a partir del hidrógeno y del helio primarios, hasta llegar a todos los elementos de la tabla periódica de Mendelejev (92 originarios naturales, y hasta 103 con los creados por la Ciencia).

En ese contexto, el surgimiento del carbono —en eso hay unanimidad— resultó fundamental, sin que se sepa aún cómo se produjo tal evento. Algo que incitó al astrónomo inglés Fred Hoyle a pronunciar uno de los más famosos y controvertidos comentarios de su carrera científica: “Algún intelecto supercalculador debe haber diseñado las propiedades del átomo de carbono, ya que, la posibilidad de que se creara por la sola fuerza ciega de la naturaleza, es realmente minúscula…”. En lo cual Hoyle se manifestó de hecho en contra de Oparin, Haldane, Urey y Miller, y otros, considerados como los padres de las modernas teorías sobre el origen de la vida desde un enfoque materialista, según veremos.

El primero en la búsqueda del origen de la vida, fue Alexsander Ivánovich Oparin, biólogo y bioquímico soviético (1894 / 1980), graduado en la Universidad de Moscú en 1917, quien en 1924 abordó su trabajo una vez rechazada, desde los tiempos de Pasteur, la falsa creencia de que todo surgía por generación espontánea.

Oparin se decantó por la evolución química de moléculas de carbono en un caldo primitivo, apoyándose en sus conocimientos de astronomía, geología, biología y bioquímica; y sabiendo que en la atmósfera de Júpiter y en otros cuerpos celestes existen gases del tipo de metano, hidrógeno y amoníaco, a los cuales hay que agregar en la Tierra el oxígeno y el nitrógeno. Todos los cuales se hallaban, en la atmósfera primitiva de nuestro planeta, junto al agua. Esas fueron las materias de base para el posible surgimiento de la vida, según el científico ruso, cuyo iter seguimos a continuación. No sin antes explicar la existencia de agua en un entorno tan ardiente como el de la Tierra primigenia.

Según Oparin el agua surgió de la propia Tierra, considerando los 30 km de espesor medio de la corteza terrestre, constituidos por roca magmática, que mantiene una intensa actividad volcánica; expulsora de vapor junto con el magma de los volcanes, en una actividad que a lo largo de millones de años, provocó una fuerte saturación de humedad de la atmósfera terrestre. Sobre la cual incidieron altas temperaturas, así como la radiación ultravioleta y las descargas eléctricas de las tormentas. Todo lo cual pudo provocó reacciones químicas en los elementos anteriormente citados; de los que surgieron los aminoácidos, principales integrantes de las proteínas y de otras moléculas orgánicas.

Luego, las aludidas altas temperaturas de la Tierra, fueron bajando; hasta permitir la condensación del vapor en agua, que arrastró muchos tipos de moléculas, así como ácidos orgánicos e inorgánicos, en un ambiente en el que el agua líquida iba evaporándose; pero los aminoácidos  que estaban en ella, no regresaran a la atmósfera y permanecieron sobre las rocas calientes. De modo que por el estímulo del calor, esos aminoácidos podrían haberse combinado para generar moléculas mayores de sustancias albuminoides, verdaderas proteínas primigenias.

Posteriormente, la insistencia de lluvias durante millones de años (y también con el agua llegada al planeta por los meteoritos y cometas que lo impactaban) configuraron  los primeros océanos de la Tierra, a los cuales se arrastraron los aminoácidos y las proteínas que durante tanto tiempo habían permanecido sobre las rocas. De manera que al acumularse en aguas templadas, las moléculas fueron combinándose y rompiéndose, para volver a combinarse; las proteínas se multiplicaron en cantidad y se modificaron cualitativamente, y disueltas en agua, formaron coloides, cuya interacción llevó a la aparición de los llamados coacervados; esto es, agregados de moléculas que se mantenían unidas por fuerzas electrostáticas. Oparin identificó tales coacervados como protobiontes, es decir, glóbulos estables propensos a la autosíntesis.

Más adelante, muchas macromoléculas quedaron incluidas en los coacervados, en los que ya existían proteínas complejas con capacidad catalizadora (como enzimas o fermentos); que a su vez facilitaban ciertas reacciones químicas, con la consiguiente aceleración del proceso de síntesis de nuevas sustancias. De forma que cuando ya hubo moléculas de nucleoproteínas, los coacervados pasaron a envolverlas, generándose entonces gotículas de coacervados envolviendo las nucleoproteínas. A lo que siguió el trance de que las moléculas de proteínas y de lípidos se organizasen en la periferia de cada gotícula, formando una membrana lipoproteica. Así surgió, según Oparin, la primera vida, todavía muy rudimentaria.

Todo lo expuesto, indudablemente, es de gran interés, y de alguna manera debe estar en la línea de lo que realmente pudo suceder. Pero en las inferencias de Oparin y sus seguidores, falta la prueba definitiva de cuándo y cómo surgió la vida, con verdadera capacidad de reproducción de sí misma, como primer eslabón de lo que mucho después llevaría al homo sapiens. ¿No sucedería que quienes combatían la idea de la existencia biótica por generación espontánea, al final acabaron por caer en ella misma?

Visto lo esencial de Oparin, en la misma idea de buscar el origen de la vida, su coetáneo John Burdon Sanderson Haldane (1892/1964) genetista y biólogo evolutivo británico, también mantuvo que la vida pudo originarse a partir de materia inerte. Para lo cual utilizó la analogía de los bacteriófagos, virus de las bacterias, que están a medio camino entre lo vivo y lo inanimado. En ese sentido, Haldane planteó que los primeros seres vivientes en la Tierra eran similares a tales virus, que necesitaban de la existencia de otros componentes que vagaban por el océano, el medio acuático que supuso Oparin; el caldo primordial, expresión, por cierto, creada por el propio Haldane. Pasado un tiempo, la selección natural favorecería a esos organismos, generando seres progresivamente más complejos, y así nacerían las moléculas orgánicas, formadas de manera natural por la incidencia de energía física (rayos ultravioleta y otros tipos de ondas).

Aparte de Oparin y Haldane, en la misma senda, Stanley L. Miller (1930/2007), estadounidense graduado en la Universidad de California, que fue estudiante con el Prof. Harold Urey, compusieron un tándem alumno-profesor, del que nació el experimento Miller y Urey; de simulación de las condiciones de la Tierra primitiva, en busca de las reacciones químicas para construir los primeros bloques esenciales de aminoácidos y proteínas.

Más concretamente, en 1953, Miller y Urey diseñaron un tubo que contenía una serie de gases –NH₃, H₂O, CH₄ y H₂— existentes en la atmósfera temprana de la Tierra. Y al final del tubo, situaron un balón de agua en imitación del océano primigenio. Después, con unos electrodos, produjeron descargas de corriente eléctrica dentro del balón lleno de gases, simulando los rayos de una tormenta, y dejaron que el experimento prosiguiera durante una semana entera. A continuación, analizaron los contenidos del líquido del balón, para encontrar que se habían formado aminoácidos orgánicos, espontáneamente, a partir de los materiales inorgánicos simples.

Todas esas explicaciones y experimentos desde Oparin y Haldane hasta Urey y Miller, tienen una lógica consistente. Pero lo cierto es que al final, insistimos en ello, falta la explicación de cómo se produjo el paso decisivo de las moléculas de aminoácidos a la vida real orgánica con potencial reproductivo.

Por el momento, dejamos la cuestión aquí, en su enfoque materialista para, la próxima semana ocuparnos de la otra gran perspectiva, la denominada panspermia; es decir, la hipótesis de que la vida llegó a la tierra desde el espacio exterior.

Y naturalmente, como siempre, quedo a disposición de los lectores de República.com en castecien@bitmailer.net.