ORIGEN DELA VIDA

Abiogénesis

Para la historia de la evolución de la vida, véase Historia de la vida.

Estromatolitos del precámbrico en la Formación Siyeh, Parque Nacional de los Glaciares, Estados Unidos. En 2002, William Schopf de la UCLA publicó un artículo en la revista Nature defendiendo que estas formaciones geológicas de hace 3.500 millones de años son fósiles debidos a cianobacterias1 y, por tanto, serían las señales de las formas de vida más antiguas conocidas.

La abiogénesis (griego: ἀ-βίο-γένεσις [a-bio-genésis], 'ἀ-/ἀν- «no» + βίος- «vida» + γένεσις- «origen/principio»')? se refiere al estudio del origen de la vida a partir de materia inorgánica. Es un tema que ha generado en la comunidad científica un campo de estudio especializado cuyo objetivo es dilucidar cómo y cuándo surgió la vida en la Tierra. La opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida comenzó su existencia a partir de la materia inerte en algún momento del período comprendido entre 4400 millones de años —cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez—2 y 2700 millones de años atrás —cuando aparecieron los primeros indicios de vida—.n. 1 Las ideas e hipótesis acerca de un posible origen extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo tras el Big Bang, también se discuten dentro de este cuerpo de conocimiento.7

Con el objetivo de reconstruir el evento o los eventos que dieron origen a la vida se emplean diversos enfoques basados en estudios tanto de campo como de laboratorio. Por una parte el ensayo químico en el laboratorio o la observación de procesos geoquímicos o astroquímicos que produzcan los constituyentes de la vida en las condiciones en las que se piensa que pudieron suceder en su entorno natural. En la tarea de determinar estas condiciones se toman datos de la geología de la edad oscura de la tierra a partir de análisis radiométricos de rocas antiguas, meteoritos, asteroides y materiales considerados prístinos, así como la observación astronómica de procesos de formación estelar. Por otra parte, se intentan hallar las huellas presentes en los actuales seres vivos de aquellos procesos mediante la genómica comparativa y la búsqueda del genoma mínimo. Y, por último, se trata de verificar las huellas de la presencia de la vida en las rocas, como microfósiles, desviaciones en la proporción de isótopos de origen biogénico y el análisis de entornos, muchas veces extremófilos semejantes a los paleoecosistemas iniciales.

Existe una serie de observaciones que intentan describir las condiciones fisicoquímicas en las cuales pudo emerger la vida, pero todavía no se tiene un cuadro razonablemente completo acerca de cómo pudo ser este origen. Se han propuesto varias teorías, siendo la hipótesis del mundo de ARN y la teoría del mundo de hierro-sulfuro8 las más aceptadas por la comunidad científica.

Índice [ocultar]

1 Historia del problema en la ciencia

1.1 La cuestión de la generación espontánea: de Aristóteles a Pasteur

1.2 Darwin

1.3 Primeros planteamientos científicos: Oparin y Haldane

2 Condiciones iniciales

2.1 Primeras evidencias directas de aparición de la vida

2.2 Composición de la atmósfera, los océanos y la corteza terrestre en el eón Hadeico

2.3 Biogénesis en ambiente cálido contra frío

3 La evolución y su relación con los modelos del origen de la vida

4 Modelos de origen de la vida

4.1 Origen de las moléculas orgánicas

4.1.1 Los experimentos de Miller

4.1.2 Los experimentos de Fox

4.1.3 Los experimentos de Joan Oró

4.1.4 Hipótesis de Eigen

4.1.5 Hipótesis de Wächstershäuser

4.1.6 Teoría de la playa radiactiva

4.1.7 Homoquiralidad

4.1.8 Autoorganización y replicación

4.2 De las moléculas orgánicas a las protocélulas

4.2.1 Modelos «primero los genes»: el mundo de ARN

4.2.2 Modelos «primero el metabolismo»: el mundo de hierro-sulfuro y otros

4.2.3 Teoría de la burbuja

4.2.4 Modelos híbridos

5 Otros modelos

5.1 Autocatálisis

5.2 Teoría de la arcilla

5.3 Modelo de Gold de «Biosfera profunda y caliente»

5.4 El mundo de lípidos

5.5 El modelo del polifosfato

5.6 Hipótesis del mundo de HAP

5.7 El modelo de la ecopoiesis

5.8 Exogénesis: vida primitiva extraterrestre

5.8.1 Teoría de la panspermia

5.9 Hipótesis de la génesis múltiple

6 Argumentos contrarios al origen abiogénico

6.1 Hoyle

6.2 Yockey

6.3 Síntesis abiogénica de sustancias químicas clave

6.4 El problema de la homoquiralidad

7 Véase también

8 Notas

9 Referencias

10 Bibliografía

11 Enlaces externos

[editar]Historia del problema en la ciencia

[editar]La cuestión de la generación espontánea: de Aristóteles a Pasteur

Artículo principal: Teoría de la generación espontánea.

La concepción clásica de la abiogénesis se conoce específicamente como generación espontánea y sostenía que los organismos vivos complejos se generaban por la descomposición de sustancias orgánicas, por ejemplo, se suponía que los ratones surgían espontáneamente en el grano almacenado o que las larvas aparecían súbitamente en la carne. El término abiogénesis fue acuñado en 1870 por el biólogo Thomas Huxley en su obra Biogenesis and abiogenesis.

La tesis de la generación espontánea fue defendida por Aristóteles, quien afirmaba que era una verdad patente que los pulgones surgían del rocío que cae de las plantas, las pulgas de la materia en putrefacción, los ratones del heno sucio o los cocodrilos de los troncos en descomposición en el fondo de las masas acuáticas.9 Todos ellos se originaban a partir de una fuerza vital a la que nombró entelequia. El término αυτοματικóς empleado por Aristóteles significa «fabricado por sí mismo».

La autoridad que se le reconoció a Aristóteles hizo que esta opinión prevaleciera durante siglos y fuera admitida por pensadores tan ilustres como Descartes, Bacon o Newton. En el siglo XVI, el químico y naturalista Jan Baptista van Helmont, padre de la bioquímica, llegó a afirmar en su obra Ortus medicinae 1648 que:

Los piojos, garrapatas, pulgas y gusanos surgen de nuestras vísceras y excrementos. Si juntamos con trigo la ropa que usamos bajo nuestro atuendo cargada de sudor en un recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días cambian los efluvios penetrando a través de los salvados del trigo, y transmutando éstos por ratones. Tales se pueden ver de ambos sexos y cruzar con otros que hayan surgido del modo habitual...

En 1546 el médico Girolamo Fracastoro se posicionó en contra de la generación espontánea estableciendo la teoría de que las enfermedades epidémicas estaban provocadas por pequeñas partículas diminutas e invisibles o "esporas", que podrían no ser criaturas vivas, pero no fue aceptada ampliamente. Más tarde Robert Hooke publicó los primeros dibujos sobre microorganismos en 1665. También se le conoce por dar el nombre a la célula, que descubrió observando muestras de corcho.

Lazzaro Spallanzani, humanista, erudito y científico italiano, llamado el «biólogo de biólogos». Uno de los primeros personajes que se preocupó de buscar una explicación científica al origen de la vida, combatiendo la idea de la generación espontánea.

En el siglo XVII la generación espontánea comienza a cuestionarse y Sir Thomas Browne en su Pseudodoxia Epidemica, subtitulada Enquiries into Very many Received Tenets, and Commonly Presumed Truths (Indagaciones sobre los principios tantas veces admitidos y las verdades comúnmente supuestas) en 1646, realizó un ataque a las falsas creencias y «errores corrientes», aunque sus conclusiones no fueron aceptadas por la mayoría. Su contemporáneo Alexander Ross escribió:

Pues poner en cuestión esto [la generación espontánea] es poner en tela de juicio la razón, los sentidos y la experiencia. Si duda de esto, que se vaya a Egipto y allí se encontrará con que los campos se plagan de ratones, engendrados del barro del Nilo para gran calamidad de sus habitantes.10

Para fortuna de Sir Thomas Browne en 1668, el italiano Francesco Redi, realizó un experimento con el que comprobó que no aparecía ninguna larva en la carne en descomposición cuando se impedía que las moscas depositaran en ellas sus huevos. Por otra parte, en 1676, Anton van Leeuwenhoek descubrió los microorganismos que, según sus dibujos y descripciones, podrían tratarse de protozoos y bacterias. Esto encendió el interés por el mundo microscópico.11 El descubrimiento de los microorganismos abrió la puerta para que se desechara la posibilidad de que los organismos superiores surjan por generación espontánea, estando reservado este mecanismo para ellos. Desde el siglo XVII en adelante se ha visto gradualmente que, al menos en el caso de todos los organismos superiores y visibles a simple vista, era falso lo previamente establecido con respecto a la generación espontánea. La alternativa parecía ser el aforismo omne vivum ex ovo: es decir, que todo lo que vive viene de otro ser vivo preexistente (literalmente, del huevo). Sin embargo, el sacerdote católico inglés John Needham defendió el supuesto de la abiogénesis para los microorganismos en su obra Observations upon

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