¿Como apareció la vida en la tierra?

Una pregunta muy recurrente para toda persona con inquietudes es ¿Como apareció la vida en la tierra realmente? ¿Como puede surgir vida de elementos inertes?

 

Las pruebas geológicas indican que la Tierra se formó hace 4.600 millones de años y que la vida en la Tierra apareció hace unos 4.000 millones de años.  Pero llegar a saber cómo apareció es un tema sobre el que se ha especulado mucho.

La mayoría de científicos creen que las primeras formas de vida eran probablemente moléculas que se autorreplicaban, similares al ADN, que se habrían formado por azar en el inicio de la historia del planeta.

 

La primera «Tierra»

Tanto las rocas de la Luna que los astronautas del proyecto Apolo trajeron a la Tierra para ser estudiadas como las observaciones realizadas de los cráteres de otros planetas demuestran que el Sistema Solar fue intensamente bombardeado por meteoritos hace entre 4.100 y 3.900 millones de años.

Esto habría fundido la superficie de la Tierra, haciendo imposible la vida.

Sin embargo, cuando el bombardeo cesó, la vida no tardó mucho en aparecer.

Los paleontólogos han descubierto cúmulos de organismos unicelulares, llamados cianobacterias, en rocas formadas tan sólo entre 200 y 400 millones de años después de la era del bombardeo, y hay pruebas de ello en las rocas sedimentarias más viejas del planeta.

La Tierra primitiva era un lugar inhóspito.

Su atmósfera consistía principalmente en hidrógeno y otros gases que hoy en día consideramos venenosos.

Había una gran actividad volcánica y sísmica (terremotos), así como grandes tormentas eléctricas.  El Sol era más luminoso de lo que es hoy en día y una radiación ultravioleta mucho más agresiva que la actual (aún no se había formado la capa protectora de ozono en la parte superior de la atmósfera) incidía sobre la superficie del planeta.

No había océanos –sólo charcos de agua turbia cubiertos de cenizas volcánicas.

 

Los primeros seres vivos capaces de reproducirse.

La mayoría de científicos creen que la vida tiene su inicio en las reacciones químicas que tenían lugar en el joven planeta.

La vida probablemente surgió entre los productos químicos cada vez más complejos que se formaban al reaccionar entre sí compuestos más simples.

El acontecimiento clave fue la aparición de una molécula que podía hacer copias de sí misma, es decir autorreplicarse, mostrando así una de las propiedades fundamentales de la vida: la capacidad de reproducirse.

En estos primeros tiempos de la Tierra primitiva, las tormentas eléctricas y la radiación ultravioleta proveniente del Sol iban descomponiendo las moléculas simples, ricas en hidrógeno de la atmósfera primitiva.

Al ocurrir esto, los fragmentos se fueron recombinando espontáneamente para formar moléculas mayores y más complicadas.

Este proceso se cree que podría haber producido un caldo orgánico de moléculas cada vez más complejas en los lagos y los océanos, hasta que accidentalmente surgió una molécula capaz de autorreplicarse, utilizando las demás moléculas del caldo como su material de construcción. Esta molécula era el primer ancestro del ADN.

Toda forma de vida en la Tierra depende de la capacidad del ADN (o de una molécula emparentada, el ARN) para almacenar información y replicarse.

El ADN y el ARN de todos los seres vivos se cree que descienden de una de las primeras moléculas capaces de autorreplicarse que aparecieron en el planeta.

Los científicos creen que la primera molécula capaz de autorreplicarse probablemente no era una molécula de ADN, porque el ADN no puede copiarse a sí mismo sin utilizar proteínas, y las proteínas no pueden formarse sin utilizar ADN. Esta situación de descubrir si fue primero el huevo o la gallina ha llevado a algunos a sugerir que la primera molécula fue el ARN, que puede autorreplicarse como el ADN, pero que también puede actuar como enzima, como lo hacen las proteínas. Otra posibilidad sería que la primera molécula hubiera sido bastante distinta del ADN y del ARN y que ya no exista.

La aparición de una molécula capaz de autorreplicarse supone el inicio de la evolución biológica.

A medida que aumentaba el número de estas moléculas, algunas eran dañadas bien por las sustancias químicas del entorno, bien por las radiaciones del Sol. En la mayoría de los casos habrían muerto, pero algunas de ellas experimentaron pequeños cambios, convirtiéndose en nuevos tipos de moléculas autorreplicativas.

Algunas de las variantes habrían sido más eficaces en la autorreplicación, pasando a ser más comunes y llegando a formar complejas colonias de moléculas.

Con el tiempo, se cree que estas colonias evolucionaron y llegaron a formar los primeros microorganismos.

 

El experimento de Stanley Miller

En 1953 el químico estadounidense Stanley Miller (Oakland, 1930) realizó un experimento histórico para demostrar como las sustancias orgánicas podían haber aparecido en la Tierra.

Mezcló las sustancias químicas que se suponía que había en la atmósfera primordial de la Tierra: hidrógeno, metano, amoníaco, vapor de agua y agua líquida.

Posteriormente simuló los rayos de una tormenta haciendo pasar una descarga eléctrica por la mezcla.

Después de algunos días se produjo un cambio de color.

Tras un análisis, se demostró que se habían formado aminoácidos muy comunes en las proteínas actuales.

Experimentos posteriores, como los realizados por el bioquímico Joan Oró (Lleida, 1923), en los que se partía de mezclas de sustancias químicas ligeramente diferentes, se obtuvieron algunos de los materiales de construcción del ADN y el ARN.

Si bien estos experimentos muestran como pudieron originarse los compuestos orgánicos simples, el gran salto hasta la aparición de una molécula capaz de autorreplicarse sigue siendo un misterio para la ciencia.

 

¿Dónde se inició la vida en la tierra?

Los experimentos realizados desde el clásico experimento de Miller sugieren que es altamente improbable que las grandes moléculas orgánicas surgieran en un caldo primordial.

Un lugar mucho más probable sería la superficie de unas rocas. Hay pruebas que demuestran que los aminoácidos salpicados sobre superficies de lodo provenientes de charcas pueden combinarse para formar largas cadenas de moléculas.

Los científicos han denominado pizza primordial a este modelo para explicar el origen de la vida, por el hecho de haber tenido lugar en pequeñas zonas esparcidas sobre distintos tipos de rocas.

Es poco probable que la vida empezara en la Tierra, donde las condiciones de vida habrían sido muy duras.

La intensa radiación solar, por ejemplo, habría destruido las moléculas complejas tan pronto como se hubieran formado.

Algunos científicos creen que la vida empezó en los surtidores de agua caliente del fondo oceánico, donde las sustancias químicas clave y la energía habrían estado presentes y donde los compuestos orgánicos complejos habrían estado protegidos por el Sol.

 

De las primeras células en adelante

Las primeras moléculas autorreplicativas no eran ni remotamente tan complejas como los actuales organismos unicelulares, que son ya formas de vida altamente sofisticadas.

Los seres vivos más pequeños que se conocen son virus diminutos y están compuestos por no menos de 10.000 átomos.

Son tan simples que algunos científicos no los consideran seres vivos. Se cree que es más probable que evolucionaran a partir de fragmentos de organismos más complejos que a partir de organismos más simples.

Los científicos creen que las primeras células podían haber sido pequeñas gotas de grasa en las que se hubieran concentrado compuestos orgánicos donde se habrían formado las primeras moléculas autorreplicativas.

Otra teoría sostiene que se formaron pequeñas esferas a partir de las proteínas del caldo primordial y que las moléculas autorreplicativas se habrían originado en su interior.

Finalmente otro grupo de científicos cree que las primeras moléculas autorreplicativas eran genes desnudos, flotando libremente, y que las células evolucionaron posteriormente.