Teorías científicas del origen de la vida.

El origen de la vida se explica a partir de diferentes ideologías: las concepciones idealistas o idealismos, que se centran en la existencia de un ser supremo; y las concepciones materialistas, o materialismo, para las cuales la vida tiene una explicación basada en las leyes científicas que rigen el Universo.

A continuación se explican algunas de las principales teorías del origen de la vida en nuestro planeta y experimentos que ayudaron a reforzar dichas teorías.

Generación espontánea.

Esta teoría trataba de explicar cómo brotaban los seres vivos de la materia inanimada, pues se consideraba que el espíritu de vida se infiltraba en ese tipo de materia. Quienes creían en esto se basaron en la siguiente observación: si se dejaba un trozo de carne expuesto al aire, con el paso de los días, sobre ella se formaban gusanos que salían de esa materia orgánica muerta maloliente.

Uno de los científicos que realizó experimentos para comprobar esta hipótesis fue Jean Baptiste Van Helmont, quien vivió en el siglo XVII. Este médico belga efectuó un experimento que consistía en colocar ropa sucia y trigo durante veintiún días para observar cómo surgían ratones de esta materia inanimada en un fenómeno natural.

Aquí radica la importancia de llevar a cabo experimentos de manera controlada y en condiciones de aislamiento del ambiente para conocer las diferentes variables que participan en un fenómeno natural.

Si bien el científico Francesco Redi propuso, en 1668, que los gusanos que brotaban de la carne putrefacta eran larvas de moscas, no fue sino hasta mediados del siglo XIX que el químico francés Louis Pasteur refutó la teoría de la generación espontánea llevando a cabo experimentos controlados, y demostró que existen organismos causantes de la aparición de la vida sobre la materia inerte.  Hoy sabemos que las larvas que aparecían sobre la carne eclosionan de los huevos puestos por insectos, y que los ratones aparecían en la ropa atraídos por el trigo.

Es una teoría que en su momento trato de explicar el origen de los seres vivos a partir de la materia inanimada, sin embargo, solo es un experimento no pretende ni obedece a ninguna corriente filosófica, sólo aportaciones científicas que naces en un contexto histórico. No se encuentra dentro de los indicadores. 

Panspermia.

El filósofo griego Anaxágoras, (500-428 antes de nuestra Era), y en siglos después, el astrónomo inglés Sir Fred Hoyle, propusieron que la vida está dispersa por el espacio en forma de moléculas orgánicas, y que muchas de ellas llegaron a la Tierra cuando meteoritos o trozos de cometas que las contenían se estrellaron contra su superficie o en el agua del planeta. Muchos de estos meteoritos han sido analizados y se encontraron aminoácidos y otras moléculas orgánicas sencillas que forman parte de los organismos vivos, lo cual sustenta esta hipótesis. Algunos experimentos de laboratorio sugieren que es probable la formación de dichas moléculas en el espacio antes de llegar a la corteza terrestre. Para comprobarlo, algunos científicos recrearon condiciones similares a las del espacio, como temperatura y presión, bombardearon aminoácidos con luz ultravioleta, y obtuvieron moléculas orgánicas complejas.

Otra parte de esta teoría propone que en el universo existen bacterias resistentes a condiciones extremas, llamadas extremófilas, y que algunas de ellas pudieron haber llegado en meteoritos a la superficie terrestre.

Sin embargo, es una teoría  y no se ha logrado por el método científico comprobar que haya sido así.

También el químico sueco Svante. A. Arrhenius, en 1998, publicó su libro “La formación de los mundos”, en el cual sustenta la teoría de la Panspermia. En el afirma que la vida surge en la Tierra por la llegada de esporas (organismos vivientes) de diferentes puntos del universo, transportadas a través de meteoritos. Estas esporas eran resistentes al frío y la falta de oxígeno en el espacio. Existen algunas objeciones a la Panspermia. La principal es que no aclara el origen de las espora. Es decir, no explica realmente el origen de la vida. También se duda de la resistencia de las esporas a las radiaciones que existen en el espacio exterior y de que puedan sobrevivir a las altas temperaturas ocasionadas por la caída de meteoritos en la superficie terrestre. Sin embargo, los seguidores a esta propuesta son pocos dadas las evidencias científicas.

Síntesis abiótica (evolución química).

De manera simultanea, Alexander Oparin, en Rusia y el biólogo John B. S. Haldane, propusieron que es imposible que las primeras moléculas responsables de la vida se formaran en presencia de oxigeno, ya que este reacciona y descompone otras moléculas.

Asi consideraron que la atmosfera primitiva debía tener poco oxigeno, lo que permitió la formación de moléculas orgánicas mediante reacciones químicas entre sustancias como agua (H₂O), amoniaco (NH₃), metano (CH₄) y dióxido de carbono (CO₂). Estas reacciones debieron ocurrir en condiciones atmosféricas en las que rayos y tormentas interactuaron con los gases producidos por las erupciones volcánicas. Estos gases se condensaron al bajar la temperatura de la Tierra, lo cual formó una capa líquida en la superficie terrestre, conocida como caldo primitivo, el cual actuó como medio de cultivo para facilitar las reacciones químicas.

Según Oparin y Haldane, las moléculas orgánicas liberaron hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno. Estos átomos se combinaron entre sí, y con otros, formaron estructuras más complejas: los aminoácidos y nucleótidos, componentes de las moléculas de la vida.

Los nucleótidos se agruparon de tal manera que son la base de la información genética, importantes en la formación de la primera célula, con capacidad de autoduplicarse. Los aminoácidos se unieron y formaron proteínas; algunas de estas actuaron como enzimas , aumentando su diversidad: la evolución prebiótica estaba en proceso.

Esta teoría fue apoyada por múltiples trabajos, que han reafirmado que la vida surgió una única vez, de manera paulatina, a partir de múltiples reacciones químicas favorecidas por las condiciones de la atmósfera primitiva, esta idea cobro fuerza y para 1935 era ampliamente aceptada.

Hidrotermal.

Esta es una hipótesis enunciada en 1992 por el bioquímico alemán Günter Wächtershäuser, la cual propone que una forma primitiva de metabolismo (como vía para producir energía) produjo compuestos más complejos.

La idea fundamental de la teoría es que el origen de la vida no ocurrió en una síntesis química en los océanos, con fuentes de energía externa (relámpagos o radiación ultravioleta) como propusieron Oparin y Haldane, sino en la superficie de los minerales, especialmente en los sulfuros de hierro o piritas (FeS₂) que se formaron en las rocas de los fondos marinos y estaban cercanos a fuentes hidrotermales. Una fuente hidrotermal es un sitio del fondo marino en la que se expulsa agua caliente. Estas fuentes, o chimeneas hidrotermales, liberan un fluido rico en compuestos orgánicos como hidrógeno, cianuros, sulfuros de hierro y monóxido de carbono. Este es un ambiente sin oxígeno y sujeto a alta presión con temperaturas cercanas a los 100ºC.

Esta teoría propone que las primeras formas de vida eran burbujas cubiertas por una capa de lípidos adheridas a las piritas. La teoría hidrotermal expone que el ácido acético (C₂H₄O₂) resultó indispensable en el proceso del origen de la vida. El ácido acético es una combinación de carbono, hidrógeno y oxígeno.

Se cree que la aparición de proteínas se llevo a cabo de la siguiente manera:

1. Se produjo ácido acético mediante una reacción química con iones metálicos.
2. Se unió un carbono a la molécula de ácido acético y formó un compuesto que contiene tres carbonos.
3. La adición del ion amonio (NH₄+) contribuyó en la formación de aminoácidos.
4. Se formaron péptidos, que son moléculas que se forman mediante la unión de varios aminoácidos.
5. Los péptidos formaron proteínas. Estos elementos se hallaron en el interior de los pequeños compartimientos de sulfuro de hierro, un lugar perfecto para que ocurrieran las reacciones químicas necesarias y formar las primeras células.

En la actualidad científicos investigan y buscan evidencias a favor de la hipótesis, que cada vez presenta mayor aceptación, se buscan organismos simples, que vivan en estos ambientes, para aportar ideas de cómo pudieron haber sido las primeras células vivas.

Experimento de Miller y Urey.

A comienzo de 1950, los científicos estadounidenses Stanley Miller (1930-2007), y Harold Urey (1893-1981), decidieron comprobar en el laboratorio la teoría de la evolución prebiótica. Para ello montaron un experimento: en un recipiente mezclaron los gases de metano, amoniaco, hidrógeno y vapor de agua, que suponían, formaban parte de la atmósfera terrestre primitiva. De esta manera, simularon un ambiente sin oxígeno. Después colocaron un dispositivo que producía descargas eléctricas en ciertos intervalos de tiempo, para representar rayos y relámpago. Después de algunos días se formaron algunas moléculas orgánicas simples, como aminoácidos, proteínas, nucleótidos y otras sustancias características de los seres vivos. De lo más sobresaliente son los cuatro aminoácidos: asparagina, glicina, alanina y glutamina. componentes esenciales de las proteínas que forman a los seres vivos.

Con este experimento demostraron que los compuestos fundamentales para la aparición de los seres vivos se podían originar abióticamente y además Urey y Miller comprobaron que las ideas de Oparin eran viables.

Ante estos resultados sorprendentes, se empezaron a repetir en todo el mundo experimentos similares.

Las aportaciones de Miller apoyan la evidencia de que la vida se originó en el planeta Tierra y no en el espacio como otras teorías que se han comentado a lo largo de este tema.