Acercándonos al entendimiento del origen de la vida

Conocer cuál fue el origen de la vida es uno de los retos a los que aún se enfrentan hoy en día los investigadores. Aunque la discusión sobre cuándo aparecieron los primeros signos de vida en nuestro planeta ha establecido que pudo ocurrir en algún momento entre el período que va desde hace 4400 millones de años y 2700 millones de años atrás, las claves de cómo fue aún no han sido aclaradas del todo.

Dentro de estas investigaciones, entendemos por abiogénesis al estudio del origen de la vida a partir de materia inorgánica. Y para conocer cómo fue, se han desarrollado diversos experimentos, bien en el laboratorio a partir de reacciones químicas, bien a través de la observación de procesos geológicos que pudieran darnos pistas sobre el origen de la vida. Pero a día de hoy, ¿qué sabemos y qué nos queda por conocer sobre cómo surgió la vida en la Tierra?

La cuestión no es evidentemente sencilla. Como posibles respuestas, debemos tener en cuenta cómo surgieron las primeras moléculas biológicas (desde las más simples, conocidas como monómeros, hasta más complejas, los polímeros). Pero veamos qué experimentos y teorías han surgido alrededor de nuestro entendimiento del origen de la vida:

La idea de Oparin y el experimento de Miller y Urey

En 1924, el bioquímico Alexander Oparin formuló su hipótesis según la cual, a partir de diversas moléculas inorgánicas que estaban en la atmósfera (caracterizada por ser gaseosa, carecer de oxígeno libre y capa de ozono que pudiera filtrar los rayos ultravioleta), y gracias a la sucesión de descargas eléctricas, se produjeron las primeras uniones de moléculas inorgánicas.

Así podríamos entender la generación de moléculas inorgánicas como el dióxido de carbono, el metano o el vapor de agua, o incluso de las moléculas orgánicas más simples. A partir de estas últimas, podrían ir sintetizándose posteriormente algunos de los «ladrillos» más importantes para la construcción de los «edificios» que forman los organismos vivos, como los aminoácidos, azúcares, ácidos grasos y nucleótidos, y posteriormente, las proteínas y los ácidos nucleicos. Estos compuestos serían arrastrados por las lluvias hacia el mar, donde se concentraron para formar la conocida como sopa primitiva, punto inicial, según Oparin, desde donde habría sido el origen de la vida.

En los años cincuenta, dos científicos de la Universidad de Chicago, Stanley Miller y Harold Urey, llevaron a cabo un experimento para demostrar cuáles podrían haber sido las condiciones sobre las cuales se habría originado la vida. Para ello incluyeron en un recipiente cerrado vapor de agua, metano, hidrógeno y amoniaco, simulando las descargas eléctricas de las que hablaba Oparin mediante un sistema de corriente continua.

De ahí dedujeron que una parte del carbono de las moléculas inorgánicas era parte, tras realizar el experimento, de moléculas orgánicas, y que se habían formado aminoácidos, un tipo de compuestos que forman las proteínas. En otras palabras, bajo determinadas condiciones experimentales, se podría emular cuál podría haber sido el origen de la vida, o al menos, de las moléculas que forman parte de los organismos vivos.

El origen de la vida a partir del ARN

Cuando estudiamos a los seres vivos, sabemos que hay tres biomoléculas fundamentales: el ADN, que porta nuestra información genética; el ARN, que sirve de «puente» entre nuestros genes y las proteínas, que cumplen diversas funciones importantísimas en los organismos.

Existen sólidas pruebas de que el «polímero primordial», es decir, el pilar fundamental sobre la que se asentó el origen de la vida, fue el ARN. Esta teoría es debida a que el ADN no pudo ser el polímero inicial, al necesitar de proteínas para autorreplicarse. Sin embargo, el descubrimiento de las ribozimas, como cadenas de ARN con capacidad de autorreplicación, por parte de Thomas Cech y Sidney Altman, apoyó la teoría del «mundo primitivo del ARN».

Siguiendo esta teoría, el ARN pudo ser la primera molécula que dio origen a lo que luego entendemos como primeros organismos vivos, al poder copiarse utilizando estas ribozimas. Conseguir una envoltura alrededor de esta molécula permitió, siguiendo esta hipótesis, la creación de las primeras células primitivas. En esas condiciones, y dada la inestabilidad del ARN a temperatura ambiente (por ello es el ADN quien porta nuestra información genética), se cree que en este mundo de ARN las condiciones de temperatura eran extremas.

¿Y si hubieran sido las proteínas?

La hipótesis del ARN está bastante aceptada en la comunidad científica. Sin embargo, nuevos resultados publicados en la revista PNAS podrían dar un vuelco a la respuesta sobre cuál fue el origen de la vida. En la investigación dirigida por el científico Michael Blaber, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Florida, se han planteado que hace aproximadamente cuatro mil millones de años atrás, existían 10 aminoácidos capaces de formar proteínas en un ambiente con una gran concentración de sal (o halófilo).

Estas proteínas podrían haber presentado actividad metabólica suficiente para dar lugar posteriormente a los primeros seres vivos entre 3500 y 3900 millones de años atrás. En su estudio, Blaber y sus colaboradores han determinado la capacidad de plegamiento de estas primeras proteínas, que podría tomarse como alternativa a la hasta ahora asentada hipótesis del mundo de ARN.

Para Blaber, indicios como que algunos de los fragmentos de cometas y meteoritos presenten evidencias de la llegada de aminoácidos prebióticos al planeta, formados cuando se originó nuestro Sistema Solar, sustentan la teoría de que el mundo primitivo en realidad se valió de proteínas y no de ARN para dar lugar al origen de la vida.

Aún se necesitan muchas más investigaciones y estudios que confirmen si las hipótesis presentadas hasta el momento son o no ciertas. A pesar de ello, poco a poco vamos comprendiendo más opciones de cómo pudo ser el origen de los organismos vivos. En un futuro quizás desvelemos las claves, y sepamos cuál fue el «ladrillo» primordial sobre el que se construyó la vida.