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El origen de la vida en el planeta tierra | | Jose Maria Barrionuevo Gil. 29.04.14 | | En Málaga también funciona "El Atrio de los Gentiles", y en él se dieron un cliclo de conferencias sobre el origen del universo y del hombre. Fue en la semana del 10 al 14 de marzo de este año y tuvieron lugar en el Aula Arrupe, plaza de san Ignacio número 2, Málaga. Yo pude asistir a tres de esas conferencias, que he resumido por si le interesa a los lectores de Alhaurin.cdom y Malaka.es: El origen de la vida en el planeta tierra. El origen del Universo y el Origen de la humanidad. Hoy publicamos el resumen de la primera y las otras dos saldrán mañana y pasado mañana. | El Atrio de los Gentiles
Toda esta historia del Atrio de los Gentiles empezó con el rey Herodes, que en el año 20 a. C. inició las obras de reconstrucción del templo de Jerusalén. Construyó un área, en torno al templo, para que todo el que quisiera pudiera entrar, judíos y gentiles, entendidos en la Ley y no entendidos, y la llamaron “El Atrio de los Gentiles”. Ahí se encontraban los rabinos y maestros de la ley, dispuestos a escuchar las preguntas de la gentiles sobre Dios. El “Atrio de los Gentiles” se ha organizado, en forma de eventos, en distintas ciudades del mundo, e incluso a través de internet y en las redes sociales. El diálogo físico se organiza en lugares simbólicos para favorecer el encuentro entre creyentes y no creyentes en torno a temas éticos, jurídicos, científicos, temas de fe, de arte, etc. El “Atrio de los Gentiles” es un espacio en el que todos pueden participar sin distinción de cultura, lengua, religión, acerca de los grandes interrogantes de la vida y de la sociedad.
Espero que sea de provecho para los lectores de Alhaurin.cdom y Malaka.es.
Un abrazo y saludos con salud
josemª
El origen de la vida en el planeta tierra
Por Ignacio Núñez de Castro S.I.
Hoy día sabemos que Ciencia y Fe son compatibles. Estamos ante dos alas, dos pulmones de un mismo cuerpo que mantienen una vida. Se pueden compaginar Ciencia y Fe. La Fe significa entrega a las personas, desde la vida. Y es que la vida nos cautiva. La Biblia nos habla de un Dios vivo, un Dios que da la vida.
La vida es posible por el agua, que se nos da en los tres estados (líquido, sólido y gaseoso). Hoy podemos hablar tranquilamente y con fundamento de la Biogénesis. El término biogénesis es un concepto que permite designar a aquella teoría según la cual todo ser vivo procede de otro ser vivo; esta teoría se opone a la teoría de la generación espontánea o abiogénesis. Cabe destacar, que la abiogénesis implica la creencia de que el origen de la vida se halla en la materia inerte. Este pensamiento predominó en el mundo de la ciencia desde la época de los filósofos griegos. Tanto es así, que Aristóteles, sostenía que los animales y las plantas se generaban por generación espontánea, es decir, de modo natural a partir de seres vivos en proceso de descomposición, ya sea en el barro o en la basura. Aristóteles aceptaba la generación espontánea para algunos organismos, como podemos ver por el siguiente texto: “La operación que para los vivientes resulta más natural de todas (para aquellos vivientes que se hallan perfectamente desarrollados, carecen de defectos y no poseen una generación espontánea) es la de producir otro animal igual a sí mismos” Igualmente Aristóteles admitió la generación por corrupción (la conocida generatio ex corruptione) como un cambio de cualidad. “Aristóteles estudia el «llegar a ser» y el « dejar de ser» en tanto que son por naturaleza y pueden predicarse de todas las cosas (naturales). Este llegar a ser (generación) y dejar de ser (corrupción) son especies de cambio estrechamente relacionadas con los cambios de cualidad y los cambios de tamaño”.
Entonces, hasta el siglo XIX se creyó que la vida era posible que surgiese de la materia sin vida bajo determinadas circunstancias, que es lo que recién mencionábamos como generación espontánea. En tanto, esta creencia proliferó más que nada por la observación que los gusanos y el moho, por ejemplo, que parecían surgir de manera espontánea, natural, cuando la materia de tipo orgánica se dejaba expuesta. Tiempo después, se desveló que a partir de las mencionadas circunstancias observadas con frecuencia la vida solo se presenta a partir de otra vida, entonces, durante muchísimos años se apostó a la creencia de que los organismos vivos podían surgir espontáneamente formándose a partir de materia orgánica en descomposición.
En el año 1665, el científico Franchesco Reide, dio el puntapié inicial para empezar a demostrar que la creencia que había predominado hasta el momento no era la correcta y lo hizo demostrando que los gusanos que eran detectados en la carne procedían de las larvas de las moscas, los cuales, no aparecían si a la carne se la protegía, por ejemplo usando una malla fina.
Es interesante observar que el problema de la generación espontánea no fue resuelto hasta bien entrado el siglo XIX. Fue Louis Pasteur quien resolvió el problema en su famoso experimento, por el que recibió en 1862 el Premio de la Academia Francesa, al demostrar que en medios de cultivo enriquecidos a los que se les privaba del contacto con el aire no crecían microorganismos. Se hizo célebre el aserto: “omne vivum ex vivo”, y demostró que en el aire hay una enorme cantidad de microorganismos que son los responsables de la descomposición que padece la materia orgánica. Veamos las palabras de Pasteur: "Jamás nacen espontáneamente los microbios dentro de las uvas, ni de los gusanos de seda, ni de otros animales, ni en la orina, ni en la sangre. Todos los microbios proceden del exterior, pronto sabrá el mundo los milagros que se derivarán de éste razonamiento". Había comenzado la era de la esterilización
También, el término biogénesis presenta otro uso recurrente, que es aquel que designa al proceso de los seres vivos que producen otros seres vivos, es decir, aquel ser vivo que pone huevos; lo que hace es seguir proliferando, reproduciendo su especie.
Ahora nos referimos únicamente al origen de la vida sobre el planeta Tierra. Conviene recordar que Charles Darwin en el párrafo final del “Origen de las especies”
hacía la siguiente afirmación: “Hay grandeza en esta concepción sobre la vida, con sus diferentes facultades; fue originariamente alentada por el Creador en una cuantas formas o en una sola, y que, mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado, y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas”. También Darwin se atrevió a insinuar una hipótesis de cómo hubiera podido tener lugar el comienzo de los organismos vivos en una carta a su amigo Joseph Hooker en 1871 en la que afirmaba: “Sin embargo, si pudiéramos concebir (¡y cuán gran suposición implica este si!) la posibilidad de la formación química de un compuesto proteico, en algún estanque cálido y pequeño, que contuviera toda clase de sales fosfóricas y amónicas, que recibiera luz, calor y electricidad, etcétera, compuesto que una vez formado podría sufrir otros cambios de mayor complejidad, en las condiciones actuales, este material sería devorado o absorbido al instante”.
Sobre los años treinta, tres científicos en áreas culturales muy diversas proponen con más fundamento teórico la hipótesis sugerida en la carta de Darwin, de tal manera que la hipótesis de la “sopa primigenia” va ganando plausibilidad. En el Rationalist Annualen 1929, J. B. S. Haldane propone la idea de que la aparición de la vida ha sido simultánea con el proceso de planetización. Haldane pertenecía a la esfera de intelectuales ingleses afectos al partido comunista. Sus escritos están teñidos de marxismo al que consideraba el sistema filosófico más científico. Lanza la idea de que la atmósfera reductora es necesaria para la evolución de la vida a partir de materia orgánica no viviente.
En esas fechas Pierre Teilhard de Chardin se encuentra en China y estaba a punto de terminar el manuscrito de “El Fenómeno Humano”. El mismo Teilhard afirma en él: “Estas páginas estaban escritas desde hacía mucho tiempo, cuando tuve la sorpresa de descubrir su misma sustancia en algunas líneas magistrales, recientemente redactadas por J. B. S. Haldane: “En lo que llamamos Materia no encontramos ninguna huella evidente de pensamiento ni de vida –dice el gran bioquímico inglés-. (...) Si las perspectivas modernas de la ciencia son correctas, podremos esperar encontrarlas, por lo menos en su forma rudimentaria, a través de todo el Universo”.
Teilhard de Chardin en “El fenómeno humano” había también propuesto una evolución química prebiológica. En palabras de Teilhard: “En una perspectiva coherente del mundo, la Vida presupone inevitablemente y en lontananza la Previda”.
Las grandes intuiciones de Teilhard de Chardin pueden resumirse:
•La vida supone una evolución química prebiológica.
•La célula es el grano elemental de la Vida como el átomo lo es de la materia.
•La vida se da en el mesocosmos por complejidad = heterogeneidad organizada.
•La vida es una cualidad de la materia organizada
•La célula eucariota procede por simbiosis de procariotas, tendentes a la unión.
•Monofiletismo. Existe sólo un árbol de la vida
•El ser es evolución, es “duración”, es tiempo.
Unos años antes el bioquímico ruso Alexander I. Oparin en la Unión Soviética
había publicado una pequeña monografía en ruso (Proiskhozhdenie zhizny, El origen de la vida) en la que se exponía detalladamente el caldo de cultivo o sopa primigenia de tal manera que el oparinismo se convirtió en un paradigma para explicar el origen bioquímico de los organismos vivientes sobre la Tierra, aunque por aquel entonces no había ninguna evidencia experimental.
Sobre los años cincuenta el químico descubridor del deuterio, Harold Clayton
Urey, Premio Nobel de Química en 1934, presenta su hipótesis sobre el origen de los planetas. La hipótesis supone los siguientes pasos para la formación de los planetas del sistema solar:
•El sistema solar tiene lugar a partir de una nube de gas y polvo proveniente de una primitiva supernova.
•Concentración de 99% de la masa en el centro.
•Formación de los protoplanetas.
•Formación del sistema solar maduro.
•Bombardeo de asteroides. Formación de la Luna.
•Todo ocurrió hace 4.600 millones de años.
•En medio de una atmósfera reductora. (H y elementos C, O, NH3, N, H2)
En el año 1953, un joven estudiante Stanley Miller(Science, 1953, vol. 117, p. 523) lleva al laboratorio la hipótesis de Urey en un experimento sencillo. Construyó un aparato cerrado de circulación continua en la que introdujo los siguientes gases: H2, NH3, CH4, CO2 y vapor de agua sometiendo la mezcla a descargas eléctricas. A las 48 horas el resultado del experimento fue la formación de las siguientes substancias químicas: ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, urea, ácido aspártico, ácido iminoacético, ácido succínico, ácido glutámico, glicina, sarcosina, ácido glicólico, alanina, N-metil-alanina, ácido láctico, ácido alfa-aminobutírico y alfa-aminoisobutírico. El experimento de Miller mostraba la posibilidad de la obtención de aminoácidos en un proceso abiogenético en condiciones semejantes a las de la atmósfera primigenia de la Tierra (con más cantidad de CO2).
En el año 1969 cayó en Murchison (Australia) un meteorito carbonáceo. (Una exfolia metálica se conserva en el Museo de Meteoritos de Castelgandolfo).
El análisis de los componentes orgánicos contenidos en el interior del meteorito dio como resultado prácticamente los mismos componentes y en las mismas proporciones que los contenidos en el análisis del experimento de Miller.
Experimentos posteriores sobre todo los llevados a cabo por el español Juan Oró demostraron la posibilidad de pseudo-polimerización del ácido cianhídrico (CNH) para dar la base adenina (que responde a la fórmula elemental: C5N5H5), una de las cuatro bases que se encuentran en los ácidos nucleicos DNA y RNA. También pudo demostrarse en idénticas condiciones la formación de azúcares a partir de aldehído fórmico. La aparición de micelas dotadas de una membrana, semejante a la de los organismos vivos, es una característica de los lípidos formados por cabezas polares y colas apolares.
“Se puede fácilmente inferir que la complejidad en todas las variedades modernas de la vida también estarían presentes en un antecesor común”, dice Orgel. Por tanto parece congruente pensar que los organismos primitivos tendrían como componentes esenciales los mismos aminoácidos proteinogenéticos y las mismas bases de los ácidos nucleicos.
Sin embargo, debe tenerse en cuenta que aunque estos experimentos demuestren
que es posible la formación abiótica de los componentes de que están formados los seres vivos, aún estamos lejos de la obtención de un microorganismo vivo complejo. (Aunque tuviéramos en un almacén todas las piezas para la construcción de un Airbus, aún estamos lejos de tener el avión con capacidad de volar).
Varios autores han puesto de manifiesto la posibilidad de heteropolímeros de
aminoácidos (proteinoides de Sydney Fox) e incluso la posibilidad de coacervados artificiales (moléculas orgánicas rodeadas de una membrana con propiedades selectivas y con enzimas en su interior responsables de la transformación de la materia en energía según Oparin) en los que se han incluidos proteínas enzimáticas y que están dotados de un rudimentario metabolismo. A pesar de ello estamos aún lejos de un microorganismo.
Una gran dificultad surge: los fenómenos vitales, tales como los conocemos ahora, suponen la secuencia siguiente: DNA (donde se acumula la información), transcripción a RNA y traducción mediante el código genético universal a una proteína. Pero para la obtención del DNA se necesitan también proteínas. Este bucle parece pues insalvable.
Sin embargo, en la década de los 70s tres investigadores Leslie E. Orgel, Carl Woese y Francis Crack cambian de paradigma y llegan independientemente a la misma conclusión: ha de buscarse la vida primigenia no en el DNA sino en las moléculas del RNA, lo que se ha llamado: el mundo del RNA. Un ser vivo supone: Replicación (reproduce información), Metabolización (enzimas) y Unidad / exterior.
La hipótesis del mundo del RNA está soportada por serias razones:
• Los ribonucleótidos que forman el RNA son más fácilmente sintetizados que los desoxinucleótidos que forman el DNA.
• El DNA puede ser sintetizado a partir de RNA.
• El RNA puede autoreplicarse in vitro a partir de una hebra molde y presencia de ribonucleótidos.
• En 1983 se descubre la capacidad catalítica del RNA por Thomas R. Cech y Sydney Altman. Hoy día se conocen más de 500 ribozimas.
• Los RNA que se encuentran en los ribosomas (Harry F. Soller) parece ser que son los encargados de formar los enlaces peptídicos entre dos aminoácidos, lo que confirmaría una prioridad del RNA sobre el DNA en el origen de los organismos vivos.
• Una vez que se hubieren obtenidos gran variedad de proteínas en el mundo del DNA, parecería lo más congruente que se diera el comienzo del mundo del DNA- RNA-proteínas tal como hoy lo conocemos.
¿Cómo serían estos primeros organismos?
El hallazgo de microfósiles del Precámbrico remonta los orígenes de los organismos vivos sobre el planeta Tierra a 3.47 x 109 años y serían muy semejante a los estromato- litos modernos encontrados en Shark Bay (Australia) y en otros lugares de EE.UU.
Otras de las cuestiones que se plantean es la elección por parte de los organismos vivos de los isómeros ópticos para los aminoácidos (todos los aminoácidos que se encuentran en los seres vivos, salvo rarísimas excepciones, pertenecen a la serie L, y lo mismo puede decirse de los azúcares que pertenecen a la serie D. En una síntesis prebiótica lo lógico es pensar que se formaran las mezclas racémicas de los correspondientes enantiómeros.
El "árbol" de la vida construido a partir de los estudios del ARNr (ácido ribonucleico ribosómico, al árbol se basa en el estudio de las diferencias en las secuencias de ARNr comunes a todos los "seres vivos"), muestra cercano a su "raíz", allí donde se encuentra LUCA (del ingles, Last Universal Cellular Ancestor): antepasado común de las células modernas, equivalente a lo que es Lucy en el árbol evolutivo del Homo sapiens, es decir, no la primera célula sino una célula ya evolucionada, con todas las características de sus futuros descendientes: los actuales procariotas y eucariotas (ADN, Código genetico, síntesis proteica etc.)...., último antepasado compartido por todos los "seres vivos", organismos "hipertermófilos" que viven a temperaturas cercanas a los 115 grados centígrados. Podría pensarse que la vida "transitó por la senda de los sistemas hidrotemales" o, por qué no, se originó en ellos. Se trata de microorganismos extremófilos adaptados a elevadas temperaturas y condiciones extremas. La evidencia fósil soporta la idea de que el orígen de la vida en la Tierra comenzó en épocas tempranas: hace ya 3,5 millones de años. Recientes descubrimientos de bacterias en las fosas marinas en las cuales las placas tectónicas dejan lugar a fisuras y el calor y los materiales resultantes de esta circunstancia conforman un ambiente particular donde se desarrollan bacterias. Esto permite presuponer otro lugar donde la vida pudo haberse originado: en estas fosas marinas donde el calor y la roca derretida aflora a la superficie de la Tierra. L UCA es la base de tres dominios: Bacterias, Archae (termófilas,
metanogénicas y halófilas (muy salinas) y Eucarya (como flagelados, ciliados, hongos, plantas y animales).
Algunos autores (F. Aragón de la Cruzy James P. Ferris) han puesto de manifiesto la importancia de catalizadores inorgánicos como las arcillas, la montmorillonita. “Si se introducen entre las láminas mezclas de substancias orgánicas, también se ordenan en función de las proporciones moleculares que hay entre ellas, o bien la arcilla las selecciona tomando solamente uno de los componentes de la mezcla”.
¿Cómo aparecieron los primeros organismos eucariotas, dotados de un núcleo bien definido a partir de los procariotas? Teilhard de Chardin adelantó una hipótesis robustecida hoy día. Decía Teilhard en su pequeña obra “El grupo zoológico humano” : “Por granulosa y discontinua que haya podido aparecer a sus comienzos la capa de materia vitalizada, ya desde la fase elemental, una red de afinidades y atracciones profundas reunía y tendía a acercar cada vez más estrechamente sobre sí misma, en una
amplia simbiosis, esta multitud innumerable de partículas tan cargadas de potencia germinal”.
Lynn Margulis en varias de sus obras ha puesto de manifiesto cómo la célula eucariota tanto animal como vegetal puede venir por simbiosis de microorganismos procariotas: “La división entre bacterias y aquellas células nuevas es realmente la más espectacular que se da en toda la Biología. Vegetales, animales, hongos y protistas están basados en el diseño nuclear de la célula, distinción que refleja la herencia común de estos organismos”. Y “Las nuevas células son confederaciones bacterianas”.
Tanto la intuición de Teilhard de Chardin como la hipótesis de Lynn Margulis soportan el monofiletismo. Veamos las palabras de Teilhard: “Considerada en su totalidad la sustancia viviente extendida sobre la Tierra dibuja, desde los primeros estadios de su evolución, las alineaciones de un único y gigantesco organismo”.
Como hemos podido ver muchos puntos quedan aún por esclarecer en el origen
bioquímico de la vida. Veamos estas palabras de Leslie E. Orgel: “Los acontecimientos precisos que dieron lugar al mundo del RNA aún permanecen oscuros. Por lo que podemos ver, los investigadores han propuesto muchas hipótesis, pero las evidencias a favor de cada una de ellas son como mucho fragmentarias. Los detalles completos de cómo el mundo del RNA y la vida emergieron puede ser que no sean revelados en un futuro próximo. Sin embargo, en tanto en cuanto los químicos, bioquímicos y biólogos moleculares cooperen en experimentos más ingeniosos, completarán seguramente muchas piezas perdidas del puzzle”.
A pesar de lo dicho anteriormente podemos llegar a algunas conclusiones:
•La vida, que aparece para nosotros en el mesocosmos, es una cualidad de la materia organizada, materia que tiende a multiplicarse y diferenciarse.
•Existe una evolución química prebiológica
•La vida, como la conocemos, comenzó sobre el planeta Tierra hace unos 3.5-
3.8 x 109 años.
•Pudo darse una síntesis abiótica de los aminoácidos, azúcares y bases de los ácidos nucleicos.
•La célula (procariota) es el grano elemental de vida.
•La célula eucariota proviene probablemente por simbiosis a partir de organismos procariotas.
•Existe una complejidad siempre creciente que lleva a la aparición de propiedades emergentes. La emergencia por excelencia es la aparición de la conciencia reflexiva.
Quedan muchas preguntas pendientes que transcienden la mera descripción
bioquímica de la aparición de los organismos vivos sobre el planeta Tierra:
•¿Existe, como diría Teilhard de Chardin una “gravedad” de la Complejidad?
•¿Es decir, existe una tendencia evolutiva hacia una complejidad siempre creciente?
•¿Puede hablarse de una ortogénesis de fondo?
•¿Cómo funciona la causalidad?
•¿Es posible y/o pertinente pensar en una causa final en la biogénesis?
•¿Dónde colocar la “emergencia”?
•¿Se da una “teleonomía” ( Monod), “teleología interna” (Ayala)?
•¿Puede tener algún lugar el indeterminismo, la elección, la libertad?
Podemos preguntarnos también si todo es “por azar y necesidad” como afirmaba J. Monod. Sin embargo la biosfera en su evolución permanente es algo incalculable, no algorítmico, algo nuevo, creativo, que en cierto sentido puede ser considerado por la incertidumbre cuántica o el caos determinista.
Stuart Kauffman es uno de los biólogos teóricos más relevantes en el ámbito de la complejidad biológica. Sus trabajos han mostrado cómo fenómenos biológicos básicos, como los ciclos autocatalíticos requeridos en el origen de la vida o la agrupación de tipos celulares necesaria para la emergencia de la multicelularidad, son resultados altamente probables de la variación aleatoria en redes químicas y genéticas. La selección natural actúa sobre las propiedades organizativas de las redes genéticas, llevando a los sistemas a un punto de máxima adaptabilidad. Sugiere que la selección natural es relativamente ineficiente cuando los elementos genéticos están fuertemente interconectados.
En estas nuevas dimensiones de nuestro conocimiento Philip Clayton nos dice: “Yo soy carbón, pero no necesito existir”, sin embargo “Yo tengo un sentido transcendental a los átomos de que estoy hecho”.
Con estos testimonios podemos ver que “La pura analítica no nos dice nada”.
Karl Rhaner nos recuerda que “el devenir es autosuperación, no simple réplica de sí mismo”.
"Las ciencias naturales han abierto grandes dimensiones de la razón y nos han transmitido nuevos conocimientos". Plantean cuestiones que "deben ser dirigidas a la razón y que no debemos dejar al sentimiento religioso", ha dicho Benedicto XVI.
RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS ( de los asistentes):
Hay que tener en cuenta la mente y su emergencia, porque la evolución tiene ese recurso de la emergencia. La evolución nos remite a un mundo diferente que va reinventando la Física.
El tema de “El diseño inteligente” ha sido editado y difundido por confesiones cristianas fundamentalistas.
La “selección natural” es una de las maneras de explicar la evolución, pero no se puede explicar todo por “selección natural”. Según el principio antrópico, cualquier variación en las constantes no nos habría llevado al mundo en que estamos.
Hay una procedencia del “logos”, es decir lleva consigo una razón. Pero tenemos que ser cautelosos y sinceros.
Francisco José Ayala, durante su participación en unas jornadas de la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP, agosto de 2009), en Santander, ha catalogado de “irracionales” las teorías que defienden una creación divina. No hay una teoría científica que esté mejor confirmada que la teoría de la evolución. Opina no sólo que la Evolución y la Selección Natural son compatibles con la fe, sino que el Diseño Inteligente no lo es.
Sobre el “diseño inteligente”, consideremos un ejemplo. “El veinte por ciento de todos los embarazos abortan espontáneamente durante los dos primeros meses de la preñez. Me aterra pensar que hay creyentes que implícitamente atribuyen este desastre al diseño (incompetente) del Creador, con lo cual le convierten en un abortista de magnitud gigantesca”. “La teoría de la evolución explica esta calamidad como consecuencia de la selección natural, proceso torpe y azaroso”. |
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