¿HIJOS DE UN VOLCÁN?
Hace 3.500 millones de años apareció la primera célula sobre la Tierra, esa que dio origen a la vida. ¿De dónde salió ese organismo del que nació todo lo que conocemos? ¿Qué fue capaz de crearla? Biólogos, químicos y físicos llevan años intentando contestar a esta pregunta. Cinco de los mayores expertos mundiales la responden en El Semanal.
Es un auténtico misterio. Pocas pistas, muchas hipótesis y una sola pregunta: ¿cómo surgió la vida en la Tierra? Los investigadores parten de un único dato seguro: el Adn, el código genético de todo ser vivo, es la base de todo organismo. Pero ¿a partir de qué se originaron el adn y la célula? ¿Cómo y dónde se ensamblaron las primeras moléculas para formar, hace 3.500 millones de años, entes cada vez más complejos?
Una de las teorías más novedosas asegura que los volcanes habrían desempeñado un papel clave en la formación de las células al funcionar como ‘incubadoras’ para los ‘ladrillos’ de la vida: los aminoácidos. Reza Ghadiri, del departamento de Biología Molecular del Scripps Research Institute, en California (EE UU), ha descubierto que el sulfuro de carbonilo, un gas que se emite durante las erupciones volcánicas y que está presente en la Tierra desde hace más de 3.500 millones de años, favorece la agregación de los aminoácidos y la creación de proteínas simples. «Así se formaron los elementos fundamentales de las células», sostiene Ghadiri.
Pero ¿de dónde salieron los aminoácidos que se unieron al sulfuro de carbonilo para dar origen a la vida? Ghadiri no se inmuta: «No es improbable que ya existieran. Pudieron llegar del espacio en meteoritos o bien formarse en nuestro planeta, como demostró Stanley Miller en 1953». El experimento al que se refiere Ghadiri consistió en someter una mezcla de metano, hidrógeno, amoniaco y vapor de agua, los componentes primigenios de la Tierra, a descargas eléctricas que simulaban ser rayos. El resultado fue la aparición de aminoácidos.
Jack Szostak, investigador del Howard Hughes Medical Institute de Boston (EE UU), sigue otras pistas. Él centra su atención en el ARN (ácido ribonucleico), una macromolécula contenida en las células que apareció en la Tierra antes que el ADN: «Hubo un estado anterior a la vida en el que el ARN tuvo un papel fundamental. Es probable que estas moléculas estuvieran encerradas dentro de vesículas, glóbulos esféricos compuestos de ácidos grasos y formados de manera espontánea, que serían algo así como las células primordiales».
Mediante simulaciones en el laboratorio, Szostak ha comprobado que el ARN es capaz de replicarse y que las vesículas con un ARN que se replica más rápidamente se expanden hasta ‘robar’ el material de las células colindantes que tienen un ARN más lento. «Así se desarrollaron y se hicieron más eficientes algunas de estas vesículas. Después, con las mutaciones que se sucedieron a lo largo de millones de años –explica–, el ARN obtuvo un papel cada vez más sofisticado dentro de la célula». En resumen, para Szostak, el origen de la vida y el inicio de la evolución vienen a ser lo mismo.
Stuart Kauffman, biólogo teórico de la Universidad de Calgary (Canadá), se toma estos resultados con cautela. A la pregunta de ¿cuál es el origen de la vida? responde con una evasiva: «Descubrir que somos hijos de un volcán o de protocélulas capaces de autodesarrollarse no nos explica cuál ha sido el camino que ha seguido la vida». Él cree que ésta surgió por la capacidad de la materia para autoorganizarse en formas complejas: «En el caldo primitivo existían miles de sustancias diferentes. Mediante simulaciones de ordenador he demostrado que a partir de un conjunto de moléculas capaces de interactuar entre sí se forma necesariamente un subconjunto de moléculas que se autorreplica: una propiedad típica de la vida. Así que ésta no surgió por casualidad; en realidad, era imposible que no sucediera».
Pierluigi Luisi, de la Universidad de Roma 3, prefiere su teoría compartimental. «A partir de estudios de laboratorio he deducido que las vesículas pueden crecer a expensas de las demás y duplicarse a diferentes velocidades en función de sus dimensiones. Por tanto, es posible imaginar que se hayan formado de forma espontánea».
Para explicar el origen de la vida parece haber dos facciones. Daniel Segré, de la Universidad de Harvard, las resume a la perfección: «Una es el ‘mundo del ARN’, apoyado por Szostak, que sostiene que las moléculas de ARN fueron capaces de autorreplicarse y favorecer las reacciones químicas esenciales para la vida. En cambio, Ghadiri sugiere un ‘mundo de la proteína’ en el que éstas se habrían organizado antes que el ARN. Pero yo creo más verosímiles las teorías de Kauffman y Luisi, un ‘mundo del lípido’ en el que las vesículas de grasa serían el origen de la vida».
De entre todas estas hipótesis sólo hay una cosa segura: que los organismos fósiles más primitivos, datados hace 3.500 millones de años, ya disponían de pequeñas células similares a las bacterias actuales y que éstas, con el tiempo, se organizaron en colonias y se especializaron en funciones diferentes porque así tenían más posibilidades de sobrevivir. Gracias a ellas, comenzó una evolución que ha terminado dando lugar a un ser, el Homo sapiens, que es el que ahora se pregunta cómo ha llegado hasta aquí.
Luca Sciortino
CONOCER:
1. ¿Llegó la vida a bordo de un meteorito?
Cada año caen sobre la Tierra miles de meteoritos. Normalmente son fragmentos mínimos, pero algunas veces son tan grandes como para excavar cráteres como el Meteor, en Arizona (en la imagen), de 1,2 kilómetros de diámetro y 200 metros de profundidad. Los meteoritos están constituidos por rocas y compuestos metálicos, pero algunos contienen también sustancias orgánicas, como ácido nucleico o aminoácidos. Muchos científicos consideran que las moléculas básicas que originaron la vida pudieron llegar a nuestro planeta a lomos de estos meteoritos. Esta teoría implica que la aparición de la vida pueda haberse producido de formas análogas en otros sistemas solares.
2. ¿Dónde apareció la primera célula?
¿Bajo una capa de hielo?
Muchos biólogos opinan que la vida surgió en el hielo. Según ellos, compuestos como el amoniaco o el cianuro habrían reaccionado en el agua formando un aminoácido llamado glicina. El impacto de un meteorito habría descongelado este mundo generando la vida.
¿Dentro de un volcán?
La Tierra, justo después de su formación, según algunos científicos, era un mar de magma que emitía gases al exterior. Una vez en la superficie, estos compuestos vitales comenzaron a agruparse con elementos orgánicos como la pirita para crear las células primigenias.
¿En una charca?
La teoría darwinista dio lugar a la conjetura que sostiene que la vida surgió en una charca. En ella habrían estado los constituyentes químicos de los seres vivos (nucleóticos y aminoácidos), que habrían creado macromoléculas capaces de replicarse hasta crear la primera célula.
3. Tres teorías para tres científicos
«TODO SE INICIÓ EN LA LAVA»
Reza Ghadiri, biólogo molecular del Scripps Research Institute. California, EE UU.
«Nuestro trabajo ha logrado descifrar cómo el sulfuro de carbonilo, un gas que emiten los volcanes en erupción, es capaz de agregarse a los aminoácidos para crear proteínas.»
«EL ARN FUE EL ORIGEN»
Jack Szostak, biólogo del Howard Hughes Medical Institute. Boston, EE UU.
«En el laboratorio simulamos la lucha entre las primeras vesículas con ARN. Las más fuertes se comen a las débiles y logran formas de vida con más posibilidades de sobrevivir.»
«LA MATERIA SE AUTOORGANIZÓ»
Stuart Kauffman, biólogo teórico de la Universidad de Calgary. Canadá.
«Mediante simulaciones en el ordenador he demostrado que cuando las moléculas son capaces de interactuar entre sí, se autorreplican y generan nuevas formas de vida.»
PARA SABER MÁS...
Ocho hitos de la evolución: del origen de la vida a la aparición del lenguaje. J. Smith y E. Szathmáry. Tusquets.
El quinto milagro: la búsqueda del origen y el significado de la vida. P. Davis. Crítica.
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