La cuestión del origen de la vida ha ocupado la mente de los seres humanos desde que contemplaron por primera vez nuestro lugar en la Tierra y en el Universo. El tema a menudo suscita emoción, primero porque nos involucra a nosotros mismos, y segundo porque los bioquímicos aún no tienen una explicación completa de los pasos específicos que condujeron a la vida en nuestro planeta.
Una idea no científica Muchas personas han sido educadas para aceptar incuestionablemente ciertos principios, uno de los cuales es que la vida se originó por medio de un Dios o dioses. La idea teológica o filosófica de que la vida fue el resultado de un proceso sobrenatural es una creencia. Es cierto que puede ser una creencia perfectamente válida, pero sigue siendo sólo eso, una creencia, ya que ningún dato inequívoco, aceptable en un laboratorio científico o en un tribunal, confirma la creación de la vida por un ser o seres sobrenaturales. Los científicos no tienen ningún dato claro que apoye la idea de que alguien o algo depositó la vida ya hecha en el planeta Tierra hace mucho tiempo. Además, no tenemos ninguna forma conocida de probar experimentalmente la idea de que la intervención divina creó la vida.
La ciencia es agnóstica en lo que se refiere a Dios -no atea, como algunos prefieren leer erróneamente esa palabra cargada-, sólo agnóstica. Aparte de los sentimientos personales o las persuasiones culturales, la mayoría de los científicos profesionales simplemente no saben qué hacer con un Dios o dioses. Sencillamente, no tenemos datos fidedignos en los que basar un juicio.
La creencia de que la vida surgió repentinamente por medio de algún proceso vitalista está fuera del ámbito de la ciencia moderna. El método científico actual, que es un medio de investigación basado en la lógica razonada reforzada por pruebas experimentales y de observación, no puede utilizarse para estudiar ideas sobrenaturales sobre el origen de la vida. En consecuencia, tales ideas, indemostrables incluso en principio, parecen destinadas a permanecer como creencias para siempre, por lo tanto, más allá del objeto de la ciencia.
Tres propuestas científicas Varias teorías alternativas para el origen de la vida no requieren la ayuda de seres sobrenaturales. Cada una de estas teorías se basa en principios naturales y cada una puede ser probada experimentalmente. Por lo tanto, estas teorías se basan en la ciencia y no en la teología, y sólo una de ellas ha sobrevivido hasta ahora a la prueba del tiempo, la crítica y el debate.
En primer lugar, la vida podría haberse originado en la Tierra por medio de la panspermia, que significa «gérmenes en todas partes». Esta idea, también llamada exogénesis, sostiene que los organismos vivos microscópicos llegaron a nuestro planeta desde el espacio exterior. Un asteroide o un cometa, que tal vez contenga células primitivas o bacterias simples, podría haber caído en la Tierra en algún momento del pasado, tras lo cual evolucionaron a lo largo de miles de millones de años hasta convertirse en las formas de vida más avanzadas que ahora se extienden por nuestro planeta. Dicho esto, nunca se ha demostrado que ningún meteorito -los restos aterrizados de asteroides y cometas- albergue vida de buena fe.
El principio básico de la panspermia es que la vida primitiva, que se originó en otro lugar, se depositó en la superficie de la Tierra mediante una colisión con algún otro objeto que ya albergaba vida. Sin embargo, la mayoría de los científicos espaciales sostienen que la vida simple sin protección probablemente no sobreviviría al duro entorno del espacio exterior ni a la ardiente inmersión en nuestra atmósfera. La radiación de alta energía y las partículas de alta velocidad en el espacio interplanetario e interestelar, así como la violenta fricción y el intenso calor al desplazarse por el aire, destruirían casi con toda seguridad cualquier forma de vida montada a lomos de pequeños cuerpos celestes. En cambio, las esporas microscópicas podrían sobrevivir a esas condiciones extraterrestres, siempre que estén profundamente incrustadas en las rocas que llegan. Si los biólogos han aprendido algo nuevo sobre la vida recientemente, es que la vida es muy resistente y a menudo capaz de sobrevivir en entornos extremos.
(Abundan las versiones extravagantes de la idea de la panspermia, ¡quizás la más extraña de ellas sea que la vida en la Tierra surgió de la basura arrojada aquí hace eones por viajeros extraterrestres! Asimismo, los extraterrestres podrían haber sembrado deliberadamente nuestro planeta, aunque sólo sea por su celo misionero. Estas y otras extrañas variantes de la teoría de la panspermia han alimentado a los escritores de ciencia-ficción durante décadas, pero los científicos en activo se conforman con considerarlas verdaderas «teorías basura»)
Recientemente se ha hecho popular un aspecto relacionado con la panspermia -algunos la llaman «panspermia débil»- por el que sólo los ingredientes para la vida, pero no la vida en sí, llegan a la Tierra desde el espacio. Con la avalancha de descubrimientos de moléculas orgánicas en el espacio interestelar durante las últimas décadas, como se señaló en el anterior STELLAR EPOCH, algunos investigadores han propuesto que no necesariamente la vida en sí, sino las sustancias químicas básicas necesarias para la vida, podrían haber llegado a la Tierra incrustadas en cometas o asteroides. Estas moléculas podrían haber actuado como semillas que gradualmente engendraron la vida por medios químicos naturales: la endogénesis, como se explica a continuación. Es cierto que algunos meteoritos, en particular las condritas carbonosas que se sabe que contienen mucho carbono y que proceden de los antiguos asteroides, albergan una serie de sustancias químicas que incluyen los componentes básicos de la vida que aparentemente sobrevivieron al viaje de placer a través de la atmósfera de la Tierra.
El meteorito Murchison, que cayó cerca de Murchison (Australia) en 1969, es el ejemplo más destacado de este tipo de bólido que contiene materias primas capaces de poner en marcha la vida en la Tierra hace varios miles de millones de años. Se ha demostrado que otros meteoritos contienen glóbulos orgánicos en forma de burbuja similares a los producidos en las simulaciones de laboratorio sobre el origen de la vida que se describen más adelante en este EPOQUIO QUÍMICO, y el más reciente ha caído en el territorio canadiense de Yukón a pocos días del nuevo milenio. Es más, se han detectado claramente elementos orgánicos simples en algunos cometas bien estudiados, como el Halley, el Hale-Bopp y el Hyakutake, que recientemente adornaron nuestros cielos mientras visitaban el Sistema Solar interior. Como mínimo, estos descubrimientos demuestran que las moléculas necesarias para la vida pueden formarse en un entorno interplanetario o interestelar, y que podrían haber llegado a la superficie de la Tierra intactas tras su ardiente descenso.
Por otro lado, muchos bioquímicos sostienen que las sustancias químicas orgánicas podrían haberse formado con la misma facilidad (y quizá más) de forma autóctona en la Tierra, sin necesidad de buscar respuestas a los enigmas terrestres en el espacio exterior. Aunque la noción de panspermia se convierta algún día en una idea más prometedora para el origen de la vida en la Tierra, no puede considerarse una teoría válida para el origen de la vida en sí. La «panspermia fuerte» (por la que la vida intacta cae a la Tierra como maná del cielo) simplemente aplaza la cuestión del origen de la vida, transfiriéndola a algún otro lugar desconocido del Universo.
Otra teoría del origen de la vida -que aborda directamente el origen último de la vida en sí- recibe el nombre de generación espontánea. En este caso, se cree que la vida surgió de forma bastante repentina y completamente desarrollada a partir de disposiciones peculiares de la no-vida. Esta idea era popular hace tan sólo un siglo, pero sólo porque la gente se dejaba guiar por sus sentidos. Por ejemplo, a menudo aparecen pequeños gusanos en la basura en descomposición y a veces los ratones parecen retorcerse espontáneamente de la ropa sucia. En su día, estos fenómenos se consideraron una prueba de la generación espontánea de nueva vida a partir de los restos en descomposición de la vida anterior. Sin embargo, aunque las observaciones eran correctas, las interpretaciones de esas observaciones no lo eran. Hace apenas un siglo, la mayoría de los naturalistas no se daban cuenta de que las moscas suelen poner huevos en la basura, tras lo cual los huevos eclosionan para convertirse en gusanos. Del mismo modo, los ratones no se originan en las sábanas sucias, aunque puede que sea ahí donde les guste esconderse.
La teoría de la generación espontánea se demostró incorrecta cuando los científicos empezaron a controlar cuidadosamente los experimentos de laboratorio. El químico francés del siglo XIX Louis Pasteur, en particular, fue uno de los primeros investigadores en realizar experimentos en condiciones esterilizadas. Utilizando un equipo especialmente diseñado, pudo demostrar que cualquier parcela de aire contiene microorganismos entre otros contaminantes invisibles. Sin precauciones especiales y una inspección minuciosa, la materia viva suele entrar en contacto con la materia no viva, lo que da la ilusión de que la vida se origina repentinamente en lugares donde antes no había existido. Sin embargo, al calentar el aire y destruir así los microorganismos, Pasteur desmintió por completo la idea de la generación espontánea de la vida. Una vez esterilizado y aislado, el aire permanece libre de vida, incluso de vida microscópica, indefinidamente.
Una tercera teoría del origen de la vida se conoce como evolución química. Según esta idea, los cambios prebiológicos transforman lentamente átomos y moléculas simples en las sustancias químicas más complejas necesarias para producir vida. Favorecida por la mayoría de los científicos actuales, la premisa central de la evolución química estipula que la vida surgió de forma natural a partir de la no vida. En este sentido, las teorías de la evolución química y la generación espontánea son similares, pero las escalas de tiempo difieren. La evolución química no se produce de forma repentina, sino que procede de forma más gradual, construyendo finalmente estructuras complejas a partir de otras más simples. Esta teoría moderna sugiere entonces que la vida se originó en la Tierra mediante una evolución bastante lenta de la materia no viva. No sabemos con exactitud cuán lenta ni cuándo.
Las estimaciones de la escala de tiempo en la que se produjo la evolución química pueden deducirse mediante el estudio de los fósiles -los restos endurecidos de organismos muertos cuyos contornos esqueléticos o rasgos óseos se conservan en rocas antiguas. Por ejemplo, la figura 5.2 muestra cómo la roca sedimentaria, cuando se amplía muchas veces, proporciona una clara evidencia de las huellas fosilizadas de antiguas células individuales, la forma de vida más simple conocida. Las pruebas radiactivas demuestran que la edad de la roca suele ser de 2 a 4 mil millones de años. Se considera que este es el tiempo que los fósiles han estado enterrados, presumiblemente atrapados en la roca mientras se solidificaba, lo que los convierte en algunos de los fósiles más antiguos jamás encontrados.
 |
FIGURA 5.2 – La fotografía de la izquierda, tomada a través de un microscopio, muestra células fosilizadas encontradas en una roca canadiense datada radioactivamente con una antigüedad de ~3.000 millones de años. Los restos de estos organismos primitivos muestran esferas concéntricas con membranas semipermeables y esferoides más pequeños adheridos. La imagen de la derecha muestra una vista ampliada de una de estas antiguas células con mayor claridad. La pared interior del fósil tiene un diámetro de ~10-3 cm (o 10 micras). (E. Barghoorn) |
Sabiendo que la Tierra se originó hace ~4.500 millones de años y que las rocas más antiguas se cristalizaron a partir de su estado fundido primitivo hace ~4.000 millones de años, concluimos que la vida probablemente se originó aproximadamente mil millones de años después de que se formara la Tierra y <0.500 millones de años después de que la corteza terrestre se enfriara lo suficiente como para albergar vida. Dado que es probable que haya fósiles aún más antiguos, todavía no descubiertos, enterrados en algún lugar de las rocas de la Tierra, suponemos que las formas de vida más primitivas pueden haber tardado apenas unos cientos de millones de años en evolucionar químicamente a partir de la no vida. Es posible que hayan tardado incluso menos tiempo, hasta milenios o siglos. Es probable que las pistas sobre la historia y el ritmo del origen de la vida estén escritas no sólo en sus antiguas estructuras (fósiles), sino también en el interior de las células y las moléculas (genes) de los organismos actuales.