jueves, 3 de julio de 2008

El origen de la vida.Aleksandr Oparín.


Alexander Ivanovich Oparin, en ruso Алекса ндр Ива нович Опарин, (Uglich 24 de marzo 1894 - 12 de abril, 1980) fue un biólogo y bioquímico soviético que realizó avances con respecto al origen de la vida en la Tierra. Fue miembro de la Academia de Ciencias soviética.


Graduado en la Universidad de Moscú en 1917. En 1924, comienza a desarrollar una teoría acerca del origen de la vida, que consistía en un desarrollo constante de la evolución química de moléculas de carbono en la sopa primitiva. La teoría de Oparin fue retomada por Stanley Miller, que puso en práctica el experimento que lograba crear materia orgánica a partir de materia inorgánica.
En 1935, funda el Instituto Bioquímico RAS. En 1946, es admitido en la Academia rusa de las Ciencias. En 1970, es elegido Presidente de la Sociedad Internacional para el Estudio de los Orígenes de la Vida. Está enterrado en el Cementerio Novodevichy, en Moscú.

Así pues, Oparin comenzó a revisar varias teorías de la panspermia, interesándose en cómo la vida inicialmente había dado comienzo, y apoyándose en sus conocimientos de astronomía, geología, biología y bioquímica.
En 1930, formuló una nueva hipótesis para explicar el origen de la vida. Eso culminó con su libro El origen de la vida.
Gracias a sus estudios de astronomía, Oparin sabía que en la atmósfera del Sol, de Júpiter y de otros cuerpos celestes, existen gases como el metano, el hidrógeno y el amoniaco. Estos gases son ingredientes que ofrecen carbono, hidrógeno y nitrógeno. Para completar faltaba el oxígeno, entonces pensó en el agua. En su opinión, esos fueron los materiales de base para la evolución de la vida.
Para explicar cómo podría haber agua en el ambiente ardiente de la Tierra primitiva, Oparin usó sus conocimientos de geología. Los 30 km de espesor medio de la corteza terrestre constituidos de roca magmática evidencian, sin duda, la intensa actividad volcánica que había en la Tierra. Se sabe que actualmente es expulsado cerca de un 10% de vapor de agua junto con el magma, y probablemente también ocurría de esta forma antiguamente.
La persistencia de la actividad volcánica durante millones de años habría provocado la saturación en humedad de la atmósfera. En ese caso el agua ya no se mantendría como vapor.
Oparin imaginó que la alta temperatura del planeta, la actuación de los rayos ultravioleta y las descargas eléctricas en la atmósfera (relámpagos) podrían haber provocado reacciones químicas entre los elementos anteriormente citados, esas reacciones darían origen a aminoácidos.
Empezaban entonces a caer las primeras lluvias sobre la Tierra, y éstas arrastraban las moléculas de aminoácidos que estaban sobre el suelo. Con la alta temperatura del ambiente, el agua volvía a evaporarse y regresaba a la atmósfera de donde nuevamente se precipitaba y nuevamente se evaporaba y así sucesivamente.
Oparin concluyó que los aminoácidos que eran depositados por las lluvias no regresaban a la atmósfera con el vapor de agua y entonces permanecían sobre las rocas calientes. Supuso también que las moléculas de aminoácidos, con el estímulo del calor, se podrían combinar mediante enlaces peptídicos. Así surgirían moléculas mayores de sustancias albuminoides. Serían entonces las primeras proteínas en existir.
La insistencia de las lluvias durante miles o millones de años acabó llevando a la creación de los primeros mares de la Tierra. Y hacia estos mares fueron arrastradas, con las lluvias, las proteínas y aminoácidos que permanecían sobre las rocas. Durante un tiempo incalculable, las proteínas se acumularían en océanos primordiales de aguas templadas del planeta. Las moléculas se combinaban y se rompían y nuevamente volvía a combinarse en una nueva disposición. Y de esa manera, las proteínas se multiplicaban cuantitativa y cualitativamente.
Disueltas en agua, las proteínas formaron coloides. La interacción de los coloides llevó a la aparición de los coacervados. Un coacervado es un agregado de moléculas mantenidas unidas por fuerzas electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. Oparin llamó coacervados a los protobiontes. Un protobionte es un glóbulo estable que es propenso a la autosíntesis si se agita una suspensión de proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos. Muchas macromoléculas quedaron incluidas en coacervados.



Es posible que en esa época ya existieran proteínas complejas con capacidad catalizadora, como enzimas o fermentos, que facilitan ciertas reacciones químicas, y eso aceleraba bastante el proceso de síntesis de nuevas sustancias.
Cuando ya había moléculas de nucleoproteínas, cuya actividad en la manifestación de caracteres hereditarios es bastante conocida, los coacervados pasaron a envolverlas. Aparecían microscópicas gotas de coacervados envolviendo nucleoproteínas. En aquel momento faltaba sólo que las moléculas de proteínas y de lípidos se organizasen en la periferia de cada gotícula, formando una membrana lipoproteica. Estaban formadas entonces las formas de vida más rudimentarias.
Así Oparin abrió un camino donde químicos orgánicos podrían formar sistemas microscópicos y localizados (posiblemente precursores de las células) donde esas primitivas formas de vida podrían desarrollarse.
Y en esta línea ordenada de procesos biológicos, van avanzando con cada vez más importancia: la competencia, la velocidad de crecimiento, la lucha por la vida y, finalmente, la selección natural determinando formas de organización material que es característica de las cosas vivas del tiempo actual.

La cuestión del origen de la vida en la Tierra, ha generado en las ciencias de la naturaleza un campo de estudio especializado cuyo objetivo es elucidar cómo y cuando surgió. La opinión más extendida en el ámbito científico establece la teoría de que la vida evolucionó de la materia inerte en algún momento entre hace 4.400 millones de años, cuando se dieron las condiciones para que el vapor de agua pudiera condensarse por primera vez[2] y 2.700 millones de años, cuando la proporción entre los isótopos estables de carbono (12C y 13C), de hierro (56, Fe 57Fe y 58Fe) y de azufre (32S, 33S, 34S y 36S) inducen a pensar en un origen biogénico de los minerales y sedimentos que se produjeron en esa época[3] [4] y los biomarcadores moleculares indican que ya existía la fotosíntesis.[5] [6] Además entrarían aquí ideas e hipótesis sobre un posible origen extraplanetario o extraterrestre de la vida (panspermia), que habría sucedido durante los últimos 13.700 millones de años de evolución del Universo conocido tras el Big Bang.[7]
El cuerpo de estudios sobre el origen de la vida forman un área limitada de investigación, a pesar de su profundo impacto en la biología y la comprensión humana del mundo natural. En el objetivo de reconstruir el evento 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 intenta hallar las huellas presentes en los actuales seres vivos de aquellos procesos mediante la genómica comparada 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.



Los progresos en esta área son generalmente lentos y esporádicos, aunque aún atraen la atención de muchos dada la importancia de la cuestión que se investiga. Existe una serie de observaciones que apuntan 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 las más importantes en cuanto al número y calidad de investigadores que la apoyan la hipótesis del mundo de ARN y la Teoría del mundo de hierro-sulfuro[8] Estas explicaciones no pretenden discernir sobre aspectos religiosos que examinan el papel de la voluntad divina en el origen de la vida (creacionismo), ni sobre aspectos metafísicos que ilustren acerca las causas primigenias.

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