Origen Primitivo De Las Sustancias Orgánicas más Simples: Los Hidrocarburos Y Sus Derivados

En lo fundamental, todos los animales, las plantas y los microbios están constituidos por las denominadas sustancias orgánicas. La vida sin ellas es inexplicable. Por tanto, la primera etapa del origen de la vida tuvo que ser la formación de esas sustancias, el surgimiento del material básico que después habría de servir para la formación de todos los seres vivos.

Lo primero que diferencia a las sustancias orgánicas de todas las demás sustancias de la naturaleza inorgánica, es que en su contenido se encuentra el carbono como elemento fundamental. Esto puede verificarse fácilmente calentando hasta una alta temperatura diversos materiales de origen animal o vegetal. Todos ellos pueden arder cuando se les calienta donde hay presencia de aire y se carbonizan cuando al calentarlos se impide la penetración del aire, mientras que los materiales de la naturaleza inorgánica –las piedras, el cristal, los metales, etc.-, jamás llegan a carbonizarse, por más que los calentemos.

En las sustancias orgánicas, el carbono se halla combinado con diversos elementos: con el hidrógeno y el oxígeno (estos dos elementos forman el agua), con el nitrógeno (éste está presente en el aire en grandes cantidades), con el azufre, el fósforo, etc. Las diferentes sustancias orgánicas no son sino diversas combinaciones de esos elementos, pero en todas ellas se encuentra siempre el carbono como elemento básico. Las sustancias orgánicas más elementales y simples son los hidrocarburos o composiciones de carbono e hidrógeno. El petróleo natural y otros varios productos obtenidos de él, como la gasolina, el keroseno, etc., son mezclas de diferentes hidrocarburos. Partiendo de todas estas sustancias, los químicos consiguen obtener fácilmente, por síntesis, numerosos combinados orgánicos, a veces muy complicados y en muchas ocasiones idénticos a los que podemos tomar directamente los seres vivos, como son los azúcares, las grasas, los aceites esenciales, etc. ¿Cómo han llegado a formarse primeramente en nuestro planeta las sustancias orgánicas? Cuando acometí por vez primera el estudio del problema del origen de la vida –de ello hace exactamente 30 años-, el origen primario de las sustancias orgánicas me pareció un problema asaz enigmático y hasta inaprensible al entendimiento y al estudio. Esta opinión era producto de la observación directa de la naturaleza, pues observaba que la inmensa mayoría de las sustancias orgánicas inherentes al mundo de los seres vivos se producen actualmente en la Tierra por efecto de la función activa y vital de los organismos. Las plantas verdes atraen y absorben del aire el carbono inorgánico en calidad de anhídrido carbónico, y sirviéndose de la energía de la luz forman, a partir de él, las sustancias orgánicas que necesitan. Los animales, los hongos, así como las bacterias y todos los demás organismos que no poseen color verde, se proveen de las sustancias orgánicas necesarias nutriéndose de animales o vegetales vivos o descomponiéndolos una vez muertos. Así vemos cómo todo el mundo actual de los seres vivos se sostiene gracias a los dos hechos análogos de fotosíntesis y quimiosíntesis que acabamos de explicar. Más aún, incluso las sustancias orgánicas que se hallan en las entrañas de la envoltura terrestre, como son la turba, los yacimientos de hulla y de petróleo, etc., todas han surgido, en lo fundamental, por efecto de la actividad de numerosos organismos que en tiempos lejanos vivieron en nuestro planeta y que más tarde quedaron sepultados en la macicez de la corteza terrestre.

Por todo esto, muchos hombres de ciencia de fines del siglo pasado y de principios de éste, aseguraban que las sustancias orgánicas no pueden producirse en la Tierra, en contextos naturales, más que mediante un proceso biogenético, es decir, sólo con la intervención de los organismos. Esta opinión, que prevalecía en la ciencia hace 30 años, obstaculizó considerablemente la solución del problema del origen de la vida. Parecía que había formado un círculo vicioso del que era imposible evadirse. Para abordar el origen de la vida era necesario entender cómo se constituían las sustancias orgánicas; pero se daba el caso de que éstas únicamente podían ser sintetizadas por organismos vivos.

Ahora bien, a esta síntesis sólo es dable llegar si nuestras observaciones no traspasan los límites de nuestro planeta. Si rebasamos esos límites veremos que en diversos cuerpos celestes de nuestro mundo estelar se están creando sustancias orgánicas abiogenéticamente, o sea, en un estado ambiental que excluye toda posibilidad de que allí haya seres orgánicos.

El espectroscopio nos permite estudiar la fórmula o composición química de las atmósferas estelares, y a veces casi con la misma exactitud que si tuviéramos muestras de ellas en nuestro laboratorio. El carbono se manifiesta ya en la atmósfera de las estrellas tipo O, que son las más calientes, y se diferencian de los demás astros por su extraordinario brillo. Incluso en su superficie dichas estrellas contienen una temperatura que fluctúa entre los 20.000 y los 28.000 grados. Se comprende, pues, que en esas situaciones no puede prevalecer todavía ninguna combinación química. La materia está aquí en forma relativamente simple, como átomos libres disgregados, sueltos como pequeñísimas partículas que forman la atmósfera incandescente de estas estrellas.

La atmósfera de las estrellas tipo B, que destellan una luz brillante blanco-azulada y cuya corteza tiene una temperatura de 15.000 a 20.000 grados, también incluye vapores incandescentes de carbono. Pero este elemento tampoco alcanza a formar aquí cuerpos químicos compuestos, sino que existe en forma atómica, es decir, como minúsculas partículas sueltas de materia que se mueven muy rápidamente.

Únicamente la visión espectral de las estrellas blancas tipo A, en cuya superficie impera una temperatura de 12.000º, nos deja ver por vez primera unas franjas tenues, que indican la existencia de hidrocarburos –las primera combinaciones químicas– en la atmósfera de esas estrellas. Aquí, por vez primera, los átomos de dos elementos (el carbono y el hidrógeno) se han combinado y el resultado ha sido un cuerpo más complejo, una molécula química.

En las visiones espectrales de las estrellas más frías, las franjas inherentes a los hidrocarburos se manifiestan más limpias a medida que baja la temperatura y adquieren su máxima claridad en las estrellas rojas, en cuya superficie la temperatura es de 4.000º. Nuestro Sol abarca una situación intermedia en ese sistema estelar. Pertenece a las estrellas amarillas de tipo G. Se ha concluido que la temperatura de la atmósfera solar es de 5.800 a 6.400º. Pero en las capas superiores desciende a 5.000º, y en las más profundas al alcance aún de nuestras investigaciones suele elevarse los 7.000º.

Los análisis espectroscópicos han probado que parte del carbono permanece aquí combinado con el hidrógeno (CH-metino). Al mismo tiempo, en la atmósfera solar se puede encontrar una combinación del carbono con el nitrógeno (CN-cianógeno). Además, en la atmósfera solar se ha encontrado por primera vez el llamado dicarbono (C2), que es una mezcla o combinación de dos átomos de carbono entre sí.

Vemos, pues, que en el curso de la evolución del Sol, el carbono, elemento que nos interesa en este momento, ya ha pasado de una forma de existencia a otra.

En la atmósfera de las estrellas más calientes, el carbono se manifiesta en forma de átomos libres y disgregados. En el Sol, ya lo vemos, en parte, haciendo combinaciones químicas, formando moléculas de hidrocarburos, de cianógeno y de dicarbono.

Para solucionar el problema que estamos examinando, promete un gran interés el estudio de la atmósfera de los grandes planetas de nuestros sistema solar. Las investigaciones han descubierto que la atmósfera de Júpiter está formada en gran parte por amoníaco y metano. Esto da motivos para suponer que también existen otros hidrocarburos. Ahora bien, debido a la baja temperatura que hay en la superficie de Júpiter (135º bajo cero), la masa básica de estos hidrocarburos permanece en estado líquido o sólido. Las mismas combinaciones se manifiestan en la atmósfera de todos los grandes planetas.

Es de excepcional importancia el estudio de los meteoritos, esas “piedras celestes” que de tanto en tanto descienden sobre la Tierra procedentes de los espacios interplanetarios. Estos son los únicos cuerpos extraterrestres que se pueden someter directamente al análisis químico y a un estudio mineralógico. Tanto por la índole de los elementos que los componen como por la razón en que se basa su estructura, los meteoritos son iguales a los materiales que hay en las partes más profundas de la corteza de la Tierra y en el núcleo central de nuestro planeta. Se entiende fácilmente la gran importancia que tiene el estudio de la textura material de los meteoritos para aclarar el problema de las primitivas composiciones que se originaron al formarse la Tierra.

Por lo general, se suele situar a los meteoritos en dos grupos principales: meteoritos de hierro (metálicos) y meteoritos de piedra. Los primeros están formados esencialmente por hierro (90%), níquel (8%) y cobalto (0.5%). Los meteoritos de piedra contienen una cantidad bastante menor de hierro (un 25% aproximadamente). En ellos se encuentra en gran cantidad óxido de diversos minerales: magnesio, aluminio, calcio, sodio, manganeso y otros.

En todos los meteoritos se halla carbono en diferentes proporciones. Se le encuentra sobre todo en forma natural,

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