miércoles, 21 de octubre de 2009

ORIGEN DE LA VIDA: Desarrollo y proceso rumbo al estadio biológico

La vida según palabras de Honorio Campoblanco Díaz[1] es: “un estadio vibratorio de la materia, producto del interaccionar de energías expansivas y contractivas, permiten que dichas reacciones se desplacen en dirección contraria a la expansión del universo, generando en su interaccionar y recorrido otras formas de energías, que permiten el grado de desarrollo evolutivo alcanzado por las diferentes especies y formas de vida”[2]. Este párrafo resume en esencia el proceso del origen de la vida desde un estadio prebiológico o químico hasta el estadio propiamente biológico de los primeros organismos, pasando por una etapa intermedia en la cual estarían situados, según la teoría de Oparin, los probiontes o coacervados[3].

Para hacer esta explicación mas entendible remontémonos a tiempos en los que nuestro planeta se formo, según lo que se ha podido investigar habría sido producto de condensación de polvillo cósmico alrededor de un núcleo primitivo a temperaturas muy elevadas, luego, a consecuencia de su progresivo enfriamiento, se consolida una corteza terrestre separándose del agua, circundándose en principio de una atmósfera compuesta por vapor de agua, amoniaco, hidrogeno, etc., de estas sustancias orgánicas, por intermedio de múltiples descargas eléctricas o de rayos ultravioletas; es decir, una serie de energías procedentes del ambiente de la tierra, del sol y el cosmos en general, es que se forman los primeros compuestos orgánicos simples. Es bajo este contexto que en los océanos terrestres se habrían acumulado estas sustancias orgánicas, producidas en el mismo mar y en la corteza terrestre. Es así que podríamos hablar de cuatro momentos importantes en el inicio de la formación de la vida, que según la enciclopedia UNIVERSITAS serian los siguientes:

-Aparición de hidrocarburos, cianuros y sus próximos derivados en el espacio cósmico y durante la formación de la tierra.
-Transformaciones abiogenéticas de las sustancias carbonadas iniciales para formar compuestos orgánicos, monómeros y polímetros cada vez más complejos en la superficie terrestre. Se trata de la aparición del llamado caldo primordial
[4].
-Autoformación, en el seno del caldo, de sistemas abiertos multimoleculares capaces de interacción. Es la aparición de los llamados probiontes o coacervados.
-La evolución posterior de los probiontes, el desarrollo de su metabolismo y de su estructura molecular y supramolecular mediante la selección prebiótica. Se trata de la aparición de los organismos primitivos.
[5]

Retrocedamos al segundo momento del desarrollo de la vida, tenemos que se habría formado en la superficie de los mares una capa constituida por estos primeros productos orgánicos o lo que se ha denominado caldo primordial. Se sabe que estas sustancias orgánicas tienden a perecer por la acción disgregadora de los seres vivos o por un proceso de oxidación, mas en aquel momento tal evento hubiera sido imposible pues no había ni ser vivo ni mucho menos oxigeno libre en el ambiente (que se produce recién con la fotosíntesis) que pudiera eliminar dichas sustancias orgánicas. En ausencia de fuerzas que pudieran destruir a estas sustancias es lógico que pudieran mantenerse mucho tiempo y también acumularse en porciones grandes y pequeñas, las mas grandes no solo mantenían su estructura, sino que a su vez se asociaban entre si y capturaban a las de menor proporción, formando así agregados moleculares de creciente complejidad y estructura definida; es decir, lo que conocemos como coacervados.

Hasta el momento hemos explicado, como parte del proceso del origen de la vida, el estadio prebiótico o químico, como se llega a la etapa intermedia de este proceso con la aparición de los coacervados (que vienen a ser el puente entre el estadio prebiótico o químico al estadio biológico) pero queda brindar una explicación que nos oriente a entender como es que se da el gran salto a la etapa biológica propiamente dicha, de organismos con propiedades correspondientes a todo ser vivo (organización, homeostasis, irritabilidad, metabolismo, desarrollo, reproducción y adaptación). Se han esbozado al respecto muchas teorías, mas a nuestro entender creemos que el impulso para que ocurra la vida en nuestro planeta, los procesos de selección natural y evolutivos aquí ocurridos, incluso en el estadio químico y el intermedio de los coacervados, se da por medio de lo que Honorio Campoblanco denomino como “flujos energéticos”, que participan a lo largo del proceso del origen de la vida y a los cuales podemos agrupar en:

-Flujos de energías procedentes de los elementos químicos (átomos, moléculas), la energía electromagnética proveniente del interior de la tierra y del sol, caracterizados por ser flujos continuos, constantes e intermitentes.
-Los potentes y fugaces flujos de energías procedentes de diferentes soles, galaxias de diferentes confines del universo que en forma de rayos X, alfa, beta, gamma, adicionan a nuestra galaxia y sistema solar cada cierto tiempo una colosal energía, caracterizados por radiaciones electromagnéticas muy potentes y fugaces, que filtrados previamente en la atmósfera superior, aceleran, regulan o anulan el curso de las reacciones bioquímicas o termodinámicas que se operan en la biosfera permitiendo los procesos evolutivos en ella.
[6]

A estos “flujos energéticos”, como complemento importante, le podríamos agregar la aparición del proceso fotosintético que alcanzo una perfección gradual a través de diversos estadios, para lo cual nos valemos de la siguiente explicación: “Es probable que los primeros agregados moleculares hubiesen obtenido su energía de las otras moléculas orgánicas presentes en la solución marina, utilizando como primer medio los rayos solares y ultravioleta y, a continuación, procesos rudimentarios de fermentación. A causa de que en los tiempos remotos la atmósfera carecía de oxigeno, las primeras fermentaciones debieron generarse por un sistema productor de anhídrido carbónico.”
[7]

Como es sabido, la fermentación produce el anhídrido carbónico (componente primordial del proceso fotosintético) y este a su vez habría sido producido por algún tipo de compuesto orgánico (cuyo aumento de complejidad pudo haber tenido lugar en el cosmos o en nuestro planeta bajo condiciones dispares y de muy distintas formas de energía), muy probablemente algún tipo de bacteria, que son muy abundantes en todo hábitat de nuestro planeta y que además se sabe pueden sobrevivir a condiciones extremas del espacio exterior, que habría sido la que produjo este compuesto tan importante para la fotosíntesis.

Este proceso fermentativo debe haber acumulado en nuestro planeta grandes cantidades de anhídrido carbónico CO2 que hicieron posible el proceso fotosintético como se explica en el siguiente párrafo: “el proceso fermentativo seguramente acumulo cantidades cada vez mayores de anhídrido carbónico, creando las condiciones para la instauración del proceso fotosintético, es decir, una reacción que utilizando la energía solar transforma el anhídrido carbónico en agua y otras sustancias (glúcidos).”
[8]

Es gracias a estos procesos fotosintéticos que se abrió paso a una gran cantidad de eventos que posibilitaron el origen de la vida, para comenzar el de los vegetales, que ayudaron a liberar grandes cantidades de oxigeno en el ambiente de la tierra, y de los primeros organismos heterótrofos que entendemos contaban ya con las propiedades características de los seres vivos y que muy seguramente organizaron su metabolismo por medio de la respiración. La producción de oxigeno en nuestro planeta no solo ayudo a la aparición de los primeros organismos aerobios, que actúan en perfecta simbiosis con los del mundo vegetal, sino que también tienen otra gran importancia a decir del siguiente texto: “…, la aparición de grandes cantidades de oxigeno no conduce únicamente al fenómeno de la respiración; en efecto, al estratificarse en la atmósfera, el oxigeno actúa como una pantalla frente a los rayos ultravioleta, tan perjudiciales para los organismos vivos, hasta entonces obligados a permanecer por esa causa sumergidos en los mares para protegerse de ellos. Así, nuevas formas de seres vivos pudieron tomar posesión de la Tierra firme y desarrollarse de modo muy diverso a través del control de selección.”
[9]

Se estima que la vida en la tierra se origino aproximadamente hace unos 2,500 millones de años atrás, luego del proceso aquí explicado, bajo las mas indistintas condiciones que como sostenemos provinieron del cosmos y de la Tierra, pero además de eso tomamos en cuenta a la selección natural, cuyo rol en todo este desarrollo (incluso en los primeros estadios de la materia antes de que surja la vida) ha jugado un papel primordial sin el que tampoco seria concebible lo que aquí se ha expuesto; sin embargo cabe la posibilidad de que los distintos tipos de vida existentes en nuestro planeta no tan solo se hayan producido por este evento, muy probablemente las sustancias provenientes del cosmos hayan originado otros tipos de vida que también por selección natural hayan encontrado las condiciones para su posterior evolución pero ya bajo el hábitat de la Tierra, dado que la posibilidad de que todos los organismos vivientes desciendan de una sustancia en común es a nuestro entender algo remota, ante esta situación dejamos la posibilidad abierta a la especulación científica y porque no filosófica.


Bibliografía:

CAMPOBLANCO DIAZ, Honorio. El origen de la vida desde la concepción geológica. Rev. Inst. investig. Fac. Minas metal cienc. Geogr., jul. /dic. 2001, vol.4, no.8.

Enciclopedia UNIVERSITAS. Tomo 4, Editorial Salvat 1987.

Enciclopedia OCEANO. Océano Grupo Editorial, Barcelona 1997.

WIKIPEDIA, La enciclopedia libre. Caldo primordial. Consulta: 18 de octubre 2009,
http://es.wikipedia.org/wiki/Caldo_primordial


[1] Profesor principal del Departamento de Ingeniería Geológica de la UNMSM.
[2] CAMPOBLANCO DIAZ, Honorio. El origen de la vida desde la concepción geológica. Rev. Inst. investig. Fac. minas metal cienc. geogr, jul. /dic. 2001, vol.4, no.8, p.47.
[3] Agregado de moléculas mantenidas unidas por fuerzas electrostáticas que son sintetizadas abioticamente. Oparin demostró que se forman membranas lipidicas en ausencia de vida y obtuvo en el curso de sus experimentos gotas ricas en moléculas biológicas y separadas del medio acuoso por una membrana rudimentaria a las cuales llamo coacervados
[4] El caldo (o sopa) primordial (o primigenio, o primitivo) es la hipótesis más aceptada de 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 de carbono, 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.
El concepto se debe al biólogo ruso Aleksandr Oparin, que en 1924 postuló la hipótesis de que el origen de la vida en la Tierra se debe a la evolución química gradual a partir de moléculas basadas en el carbono, todo ello de manera abiótica. Tomado de:
http://es.wikipedia.org/wiki/Caldo_primordial
[5] Conceptos sacados de: Enciclopedia UNIVERSITAS. Editorial Salvat, 1987. Pág. 225, Tomo 4.
[6] CAMPOBLANCO DIAZ, Honorio. El origen de la vida desde la concepción geológica. Rev. Inst. investig. Fac. minas metal cienc. geogr, jul. /dic. 2001, vol.4, no.8, p. 48.
[7] Enciclopedia Temática Estudiantil OCEANO, Grupo Editorial Océano, Barcelona 1997. Pág. 571.
[8] Ibíd., Pág. 571.
[9] Ibíd., Pág. 571-572.