Origen de la Vida, algo de historia.

M. en C. Rafael Govea Villaseñor

Dilucidar el origen de la vida es un problema actual de la investigación científica al cual se dedican un conjunto multidisciplinario de profesionales (cosmólogos, astrofísicos, termodinámicos, biofísicos, químicos, biólogos...) En los últimos 50 años se han obtenido sustanciales avances, aún cuando todavía falta mucho por conocer y entender sobre el origen de los primeros seres vivos. En la siguiente lista resumimos el nombre de las principales teorías propuestas para explicar el origen de la vida:

1. TEORIAS CREACIONISTAS.

2. TEORIA de la GENERACION ESPONTANEA

3. TEORIA DE LA PANSPERMIA:

· T. de la Panspermia CLASICA.

· T. de la Panspermia DIRIGIDA.

4. TEORIA DE LA SINTESIS ABIOTICA (T. QUIMIOSINTETICA = T. OPARIN-HALDANE)

TEORIAS CREACIONISTAS

Las teorías creacionistas sugieren que uno o varios seres de naturaleza divina decidieron en un momento dado crear al hombre y a los demás seres vivos. Lee, por ejemplo el texto anexo del libro de los mayas-quiche, el Popol Vuh:

Antes de la creación no había hombres, ni animales, pájaros, pescados, cangrejos, árboles, piedras, hoyos, barrancos, paja ni bejucos y no se manifestaba la faz de la tierra; el mar estaba suspenso y en el cielo no había cosa slguna que hiciera ruido. No había cosa en orden, cosa que tuviese ser, si no es el mar y el agua que estaba en calma y así todo estaba en silencio y oscuridad como noche. Solamente estaba el Señor y Creador Gucumatz, Madre y Padre de todo lo que hay en el agua, llamado también Corazón del Cielo porque está en él y en él reside. Vino su palabra acompañada de los Señores Tepu y Gucumatz y, confiriendo, consultando y teniendo consejo entre sí en medio de aquella oscuridad, se crearon todas las criaturas

Estas teorías no son científicas porque no pueden ser probadas usando los criterios válidos para el conocimiento científico. Ya que, por su propia naturaleza, no pueden demostrarse por procedimientos lógicos, observacionales o experimentales.

De ahí que, en un momento dado, se pueda creer en ellas, pero ello no tiene influencia en su correspondencia objetiva con la realidad, pues, al no encontrarse en el terreno de la ciencia no son susceptibles de demostración.

Esa es la razón por la cual no podemos señalar su veracidad. Puede ocurrir que sean verdaderas, como también que sean falsas, pero eso no lo sabemos porque no podemos demostrar, ni lo uno, ni lo otro.

Si bien, a veces, podemos hacer ciertas pruebas a una teoría creacionista, en cuanto obtenemos el primer resultado negativo, es común que los postulantes de la teoría modifiquen su propuesta con una hipótesis "ad hoc", es decir, inventen una explicación suplementaria especialmente diseñada para evitar la refutación (la demostración de la falsedad) y explicar los resultados negativos de la prueba o simplemente dichos postulantes no acepten el resultado negativo de las pruebas u observaciones.

TEORIA DE LA GENERACION ESPONTANEA.

Esta teoría sugiere la aparición súbita de la vida como resultado de la acción de ciertas fuerzas sobre la materia inerte, sin mediar ningún proge­nitor

Filósofos materialistas griegos como Tales de Mileto, (611?-545? a.n.e.) Anaximandro (611?-545? a.n.e.), Demócrito (460-370 a.n.e.) y otros proponían la aparición súbita de la vida como resultado de la ac­ción de fuerzas naturales sobre la materia inanimada excluyendo la participación de cualquier dios o ente divino. En cambio, filósofos idealistas como Platón (428 ó 27- 348 ó 47 a.n.e.) o Aristóteles (384-322 a.n.e.) planteaban la acción de fuerzas sobrenaturales (entelequia) sobre la materia inerte.

Con el tiempo, la versión idealista permeó el pensamiento de casi todos los naturalistas, sobre todo como consecuencia de la destrucción sistemática de las obras de los antiguos filósofos materialistas hecha por las jerarquías religiosas de aquellos tiempos, con el apoyo de los diversos estados de la cuenca mediterránea. Así, la entelequia aristotélica se convirtió, posteriormente, en la sobrenatural Fuerza Vital, que daba vida a la "burda" materia que por si sola, eso pensaban los vitalistas, era siempre inerte.

Fíjate que las Teorías Creacionistas y la T. de la Generación espontánea pueden no contradecirse. Y de hecho quienes sostenían a ésta última casi siempre agregaban que la fuerza vital era de origen divino.

Esta teoría predominó durante más de dos mil años, y fue refutada después de muchas controversias por los trabajos experimentales de diferentes autores a partir del siglo XVII (Redi, Spallanzani y otros)

La lucha entre Vitalistas, es decir, los partidarios de la generación espontánea y sus oponentes se prolongó, por cerca de tres siglos, hasta la segunda mitad del siglo XIX cuando Louis Pasteur (1822-1895) refutó (probó la falsedad) experimentalmente la teoría de la generación espontánea; tras una serie de brillantes experimentos realizados con sus famosos matraces "Cuello de Cisne". Estableciendo firmemente que todos los seres vivos provienen de otros seres vivos, es decir:

“LA VIDA PROVIENE DE LA VIDA”

Veamos lo anterior con más detalle. En el siglo XVII era común que los vitalistas (los partidarios de la generación espontánea) dieran recetas para generar diversos seres vivos a partir de materia inerte. Por ejemplo si se dejaba un trozo de carne en un recipiente, al cabo de unos días era evidente la súbita aparición de unos gusanos (En realidad no eran gusanos, sino larvas de moscas). Ve la primer figura de esta sección

Ese experimento apoyaba la idea de la generación espontánea. Sin embargo un italiano, Frascesco Redi (1626-1698) pensó que no se habían controlado bien todas las variables que intervenían y repitió el experimento evitando cualquier contacto de la carne con insectos, los cuales podrían eventualmente reproducirse como las gallinas: ¡poniendo huevos!

Observa la segunda figura y responde:

¿El resultado del experimento de Redi apoyaba la teoría de la generación espontánea? ________________. ₍₁₎

¿Por qué crees eso? __________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________. ₍₂₎

Este tipo de experimentos pronto llevó a la conclusión que los organismos que se ven a simple vista provienen de sus progenitores y no por generación repentina. Pero en ese mismo siglo, Antón Van Leeuwenhoek (1632-1723) observó con un microscopio simple de su propia manufactura a unos seres hasta entonces desconocidos, los microbios.

Leeuwenhoek observó protozoarios, tejidos de plantas y también algunas bacterias. Debes de notar que por aquellos años aún no existía el concepto de célula y tejido, los cuales se inventaran hasta el siglo XIX.

El descubrimiento de los microbios pronto fue usado por los vitalistas para darle nuevo vigor a su teoría. Pues si bien aceptaban que los seres macroscópicos derivaban de sus progenitores, en el caso de los microbios afirmaban que ellos surgían por generación espontánea. Así pues en el siglo XVIII Needham (John de Tuberville, 1713-1781) sugería un experimento que apoyaba a los vitalistas. Observa la tercer figura.

Needham primero colocó un caldo de cultivo en un frasco. Como tenía microbios (unos protistas llamados en ese tiempo, infusorios, pero ahora ciliados, como los paramecios) y de lo que se trataba era de demostrar que surgían de la materia inerte, este Needham hirvió el caldo durante unos minutos. ¿Para qué lo calentó? _________________________________________________________________. ₍₃₎

Por más cuidados que él hacía al tapar su frasco, al cabo de cierto tiempo el caldo de cultivo estaba lleno de microbios, siendo que después de la ebullición no se podía ver ninguno.

¿Este resultado apoyaba las ideas vitalistas? ____. ₍₄₎

Por supuesto que los vitalistas estaban felices con los resultados de esos experimentos. Pero había quiénes pensaban que ni aún los pequeños y simples microbios podían surgir por generación espontánea. Así pues, el italiano Lazzaro Spallanzani (1729-1799) no aceptó dicha interpretación. Él pensó que el aparente surgimiento era el resultado de un calentamiento insuficiente del caldo, de modo que a pesar de haber hervido no todos microorganismos habían muerto. Y claro, los sobrevivientes sólo se reprodujeron. Analiza la cuarta figura.

Escribe, si el hecho, de que en el frasco Nº 4, de la misma, ya no aparecieran microbios apoyaba o refutaba a la teoría de la generación espontánea:______________. ₍₅₎

Por supuesto que a los vitalistas no les gustó esos resultados y reclamaron que era lógico que tanto calentamiento debió destruir a la fuerza vital (La hipotética fuerza que según ciertos autores hacía que la materia inerte se convirtiera en materia viva) del caldo y del aire del frasco.

Spallanzani pudo argumentar que el caldo no había perdido sus cualidades para sostener la vida, pues bastaba destapar el frasco para que este al cabo de un tiempo se llenara de microbios. Pero los vitalistas interpretaban ese evento como la prueba de que la fuerza vital del aire podía entonces entrar al frasco y generar vida. Como ambas interpretaciones eran coherentes con los resultados, Spallanzani no pudo refutar convincentemente a los vitalistas.

Fue Louis Pasteur (1822-1895) quien en respuesta a una convocatoria de la Academia de Ciencias fran­cesa demostró experimentalmente la no-ocurrencia de la generación espontánea. Analiza la quinta figura.

¿Cómo es el cuello de los matraces de Pasteur? ____ ________________________________________. ₍₆₎

¿Los matraces de Pasteur se tapaban en algún mo­mento? _________________________________. ₍₇₎

Entonces, si el aire del matraz estaba en contacto con el aire de la habitación ¿Por qué no surgían espontá­neamente seres vivos? ________________________ ________________________________________. ₍₈₎

Los vitalistas no podían argumentar que la ebullición había destruido a la fuerza vital del caldo, porque bastaba romper el cuello de cisne para que los microbios aparecieran y no podían explicar porque la supuesta fuerza vital no entraba por el cuello de los frascos, siendo que este nunca estuvo tapado. La única explicación posible es que la fuerza vital no existe y la generación espontánea no ocurre.

Lamentablemente eso no significó la desaparición de la idea de la generación espontánea, pues el nacimiento, desarrollo y muerte de las teorías científicas es un fenómeno sociológico complejo. De hecho la desaparición de las ideas vitalistas entre los científicos tiene que ver con una revolución de las ideas, con un cambio de paradigma. Fue A. I. Oparin quién logró ese cambio. Más detalles en: Farley, J. (1977) La controversia de la generación espontánea, versión española en El Origen de la vida, M. Artis et al compiladores, COSNET/SEP. Méx. 1986. T-I.

Es interesante notar que en el seno de la conciencia popular aún ahora es común encontrar expresiones que implican la teoría de la generación espontánea, es decir, expresiones donde se sugiere la aparición súbita de seres vivos sin ningún progenitor de por medio y no como resultado de la reproducción y evolución de esos organismos (muchas personas creen que así apareció el VIH, el virus del SIDA)

Tus abuelas probablemente te han dicho que si comes mucho pan (sobre todo el migajón) te van a salir lombrices. Esta idea sugiere la aparición de lombrices por generación ________________. ₍₉₎

Evento que por supuesto, no ocurre y no enfermarás, a menos que ingieras alimentos o bebidas contamina­das con bacterias, huevos o quistes de parásitos.

TEORIA DE LA PANSPERMIA (Hipótesis Meteórica)

Una vez refutada experimentalmente la generación espontánea, los científicos de entonces, se encontraron en una situación difícil, pues la única teoría científica disponible al respecto resultó falsa y no tenían a su disposición otra teoría.

De ahí que a finales del siglo pasado resurgieran las ideas de quienes creían en la fuerza vital, a pesar de los experimentos de Pasteur. Por ello se les denominó neovitalistas, ellos afirmaban que la VIDA, es por naturaleza, completamente diferente a la materia y por ello no es susceptible de ningún análisis científico y pensaban que los naturalistas perdían su tiempo al intentar comprenderla. Debido a lo anterior se ha dicho que el verdadero vencedor de la Teoría de la generación espontánea es Oparin y no Pasteur, ya que el bioquímico ruso propuso una teoría que cambió el modo de entender el problema del surgimiento de la vida, pero de ella hablaremos en otro lugar.

De este modo, a muchos biólogos de aquella época les fue sencillo pensar en la posibilidad de que la vida no tenía ningún origen y fuese por lo tanto eterna. También en ese tiempo empezó a ser evidente que la Tierra había pasado por una serie de condiciones en la antigüedad que hacían imposible la existencia de seres vivos en su pasado remoto. Basado en las ideas anteriores Svante A. Arrhenius (1859-1927), uno de los primeros premios Nobel de química, propuso en 1908 la Teoría de la Panspermia que en pocas palabras decía en lo siguiente:

Sí la vida era eterna y si también, en la Tierra hubo un tiempo en el cual la vida era imposible, entonces, la existencia de vida en nuestro planeta podría explicarse pensando en que algunos seres vivos atravesaron el espacio en forma de esporas sobre meteoritos y llegaron a la Tierra, de otro planeta, por entonces con vida.

Arrhenius no fue realmente el primero en proponer esta hipótesis. Pues ya en una revisión bibliográfica sobre el origen de la vida escrita en 1897 se menciona esta idea como la Hipótesis meteórica y se cita a Richter a Helmholtz y a William Thomson como sus creadores. Pero si fue Arrhenius quien logró su difusión al amplio público de la época. Véase a Krzymowski, R. (1897) La generación espontánea trad. del alemán por E. Kuhlmann del original de "Die Natur", Uroboros, 2(1):176, 1992, p. 176.

Recuerda, por ejemplo, que a fines del siglo XIX muchas personas creían firmemente en la existencia de los marcianos. Hoy tenemos algunas evidencias de que no existe vida en el planeta Marte y fueron obtenidas por las sondas Vikingo-1 y 2, en 1976, cuyos módulos de descenso hicieron experimentos que trataban de cultivar microorganismos en un medio de cultivo y de detectar la formación de gases derivados de algún metabolismo. Observa el paisaje marciano de la sexta figura y analiza la séptima.

Los resultados fueron negativos en todos los casos y ambiguos en uno, que como después se comprobó se podía explicar por las propiedades químicas de las rocas marcianas. Por eso, en la actualidad se piensa que no hay seres vivos en Marte, aunque es posible, que si los hubiera tenido en el pasado -hace varios miles de millones de años-.

En 1998, un vehículo robotizado denominado Pathfinder descendió a la superficie de Marte y tomó fotografías. En los datos de la misión no encontraron evidencias de vida, pero si rastros geológicos de existencia antigua de agua líquida.

En un principio la panspermia tuvo amplia aceptación, pero muy pronto resultó evidente que esta teoría no resuelve la pregunta de ¿cuál es el origen de la vida? Sino sólo traslada el problema de lugar, primero fuera de la Tierra y después fuera del Sistema planetario Solar. Ve la octava Figura.

Con el desarrollo de nuestros conocimientos astro­nómicos también es evidente que las condiciones en el espacio interplanetario o interestelar eran y son sumamente hostiles a lo vivo.

Aún cuando algún organismo sobreviviera a ese medio, queda el problema de su ingreso a la superficie terrestre -que como todos sabemos ahora, implica las enormes temperaturas producidas por la fricción existente entre el cuerpo que ingresa y la atmósfera de la Tierra-.

Además de otras objeciones hay que hacer notar que a veces creemos al Universo más pequeño de lo que realmente es y nos parece muy fácil viajar por él. Nos imaginamos naves espaciales llenas pequeños extra­terrestres cómo el famoso "E. T.". Debido a ello, cre­emos necesario que resuelvas el problema que sigue, para que te imagines la magnitud de las distancias involucradas:

Calcula, el tiempo requerido para llegar a a de Centauri, la estrella más cercana a nosotros, si un meteorito o nave espacial viaja a la velocidad de 180,000 km/h y la distancia a esa estrella es de aproximadamente 4 años-luz (~3.8 x 10¹³ km) usa la fórmula: t = d/v

Tiempo = _____________________________ horas.

¿Cuantos días duraría el viaje? ______________. ₍₁₀₎ ¿cuántos años?_____________

A pesar de que siempre puede argumentarse que existe la posibilidad de que la vida de la Tierra pro­viene de otro lugar. Eso no resuelve el problema principal, pues hoy sabemos que el Universo no es eterno y hubo algún tiempo en el cual las condiciones de temperatura, por ejemplo, eran incompatibles con lo vivo (más adelante estudiaremos la historia de él). Así pues ¿cómo surgió la vida por primera vez? Hay respuestas, pero esa pregunta no la responde la teoría de la panspermia. Ahora reflexiona sobre el signifi­cado de la figura 8 y la plausibilidad de esta teoría.

Recientemente, Francis Crick y Leslie Orgel han propuesto una variante de esta teoría (T. de la Panspermia Dirigida) En ella sugieren que, como la aparición de la vida es muy probablemente un evento muy raro en nuestra Galaxia, lo más probable es que la vida surgiera sólo una vez en toda la Vía Láctea y la vida en la Tierra proviniera de otro sistema plane­tario en donde ella surgió de un desarrollo gradual de la materia, precisamente como lo propone la Teoría de la síntesis abiótica.

Es decir, una vez que apareció la vida en algún lugar del Universo, ésta evolucionó hasta la aparición de seres inteligentes, mismos que al alcanzar un estado tecnológico un poco más avanzado al nuestro, decidieron sembrar la vida en otros sistemas planetarios recurriendo para ello a naves automáticas llenas de microorganismos. Las cuales arribaron a nuestro planeta hace varios miles de millones de años, depositando ciertas especies de bacterias que con el tiempo evolucionarían hasta dar origen a todos los seres vivos de la Tierra.

Si bien esta teoría suena a ciencia-ficción y por ello, sea cuestionable su calidad de hipótesis científica; es muy sugestivo que nosotros tengamos, de hecho, la capacidad tecnológica de sembrar seres vivos en otros planetas de nuestro propio sistema Solar. De ahí que sea necesario mencionar esta posibilidad y no sea posible desecharla.