Serie: Teorías evolutivas a lo largo de la Historia

Capítulo 1: El origen de la vida

¿Qué es la vida?

Actualmente, la ciencia no se ha visto capaz de ofrecer una explicación suficiente acerca de qué significa exactamente este concepto.

Y tampoco ha sido posible definir con precisa exactitud cuándo comenzó a existir vida en el planeta Tierra, ni cómo ni a qué ritmo ha podido ir evolucionando. Y hasta hace relativamente muy poco tiempo también ha habido que preguntarse si es que alguna vez lo ha hecho.

Aunque todavía estamos muy lejos de resolver por completo la cuestión del origen de la vida, hasta la fecha se han realizado ya importantes avances en el campo de la abiogénesis, término que hace referencia al proceso natural del surgimiento u origen de la vida a partir de la no existencia de la misma, es decir, partiendo de materia inerte, como pudieron ser, por ejemplo, simples compuestos orgánicos.

Al principio de la historia del pensamiento racional humano, nos hemos encontrado con dos principales corrientes de ideas que han intentado arrojar luz sobre este tema, cada una a su manera: el creacionismo y la teoría de la generación espontánea.

Esta última hipótesis defendía que la vida brotaba de la nada a partir de determinadas circunstancias biológicas o químicas: por ejemplo, decía que los gusanos aparecían por sí solos en los cuerpos de los organismos que estuvieran en proceso de descomposición.

Semejante teoría nos puede parecer absurda a día de hoy, pero para la mentalidad medieval en la que fue ampliamente reconocida por primera vez, gozó de una gran comprensión y popularidad por parte de la comunidad científica.

No obstante, Francesco Redi primero, y después Louis Pasteur, se encargaron de rebatirla mediante la experimentación: fue el médico italiano quien le dio el primer golpe a esta teoría mediante una sencilla prueba que consistió en colocar dos pedazos de carne putrefacta en dos botes de cristal, dejando uno de ellos cerrado con la tapa y el otro no.

Varios días después, Redi comprobó que únicamente aparecían gusanos en el filete que había estado expuesto al aire libre, demostrando así que en realidad eran larvas de mosca que nacían de los huevos que estos insectos ponían cuando se acercaban a la carne.

Dado que en el bote cerrado no surgió ninguna forma de vida, el científico concluyó que ninguna especie biológica se manifestaba a partir de la nada.

El éxito del experimento de Francesco Redi fue el primer triunfo de la teoría de la biogénesis, que defiende que toda forma de vida procede de otra anterior, rechazando frontalmente la generación espontánea.
El primer bote de cristal estaba abierto, por lo que las moscas de la fruta (también conocidas moscas del vinagre, o Drosophila melanogaster) podían entrar y salir a su antojo, teniendo así libre acceso al trozo de carne. Posteriormente desovaron en él y apareció cubierto de gusanos (moscas en fase larvaria).
El segundo frasco estaba cerrado herméticamente por un tapón de corcho, que impedía que el olor de la carne podrida saliera del cristal. Como consecuencia de ello, las moscas ignoraban el tarro y el filete apareció intacto.
El tercer vaso estaba tapado por una gasa de tela que impedía el paso físico de las moscas pero no ocultaba el olor de la carne, por lo que también atraía a estos insectos. Como consecuencia de ello, los gusanos aparecieron encima de la tapa, ya que fue donde las moscas pusieron sus huevos.

Spallanzani también demostró la inviabilidad teórica de la generación espontánea en el año 1769, para contradecir la falsedad de unos supuestos estudios realizados por el sacerdote católico John Needham: calentó trozos de carne con caldo y posteriormente selló al vació los recipientes en los que se encontraban.

Needham promulgaba haber encontrado la presencia de microorganismos vivos en probetas que según él habían estado permanentemente cerradas, pero Spallanzani demostró que, prolongando el tiempo de cocción de la carne y sellando con más precisión los recipientes, dichos microbios no se generaban en el caldo mientras los tarros estuvieran correctamente esterilizados y herméticos.

Pero a pesar de todo, a mediados del siglo XIX todavía continuaba la polémica social en torno a estas teorías. Para zanjar finamente el problema, Louis Pasteur, un químico y bacteriólogo francés, inspirándose en los experimentos que llevó a cabo Spallanzani, decidió poner inmediatamente de manifiesto la incorrección de la creencia en la generación espontánea.

Finalmente, a través de una serie de demostraciones llevadas a cabo en su laboratorio en el año 1861, demostró que son los microorganismos presentes en el aire libre los que descomponen la materia orgánica, concluyendo así que cualquier ser vivo procede de la existencia de otro anterior.

Los frascos que el científico francés empleó para sus experimentos se conservan actualmente en el Instituto Pasteur de París, prácticamente inalterados desde hace más de cien años.

Los matraces de Louis Pasteur llevaron un paso más allá la complejidad de los experimentos de Redi y Spallanzani. Hirviendo el caldo y aplicando calor sobre el cuello curvado de una probeta, Pasteur demostró que los microbios aparecían en el cristal (que estaba en contacto con el aire) y luego se precipitaban en la solución líquida, y no en el caldo directamente.

Una vez demostrada la falsedad de la teoría de la generación espontánea, aún quedaba pendiente desmentir los postulados del creacionismo, que al principio comenzó como una explicación sobre el origen de la vida, pero con el paso del tiempo y de los avances científicos acabó derivando en una rotunda y firme oposición ante cualquier tipo de pensamiento evolutivo.

El creacionismo es una teoría antigua acerca del supuesto origen de la vida basada en un conjunto de creencias primordialmente apoyadas en doctrinas religiosas, según la cual nuestro planeta y cualquier ser vivo que en ella habita actualmente ha sido creado mediante un acto de intervención divina, con un propósito firmemente teológico.

Para la gran mayoría de la mentalidad europea de la época medieval y moderna, la Biblia era el único libro que constituía una fuente veraz y fiable de conocimientos, y en ella se relataba cómo Dios (el dios cristiano católico) había creado a todos los seres vivos y a la Tierra durante el Génesis (uno de los libros que forman el Antiguo Testamento), a partir de barro, agua y otros elementos naturales.

Y otro de los principales postulados ideológicos del creacionismo indica que las distintas especies biológicas han permanecido inalteradas y sin sufrir ningún cambio físico a lo largo de toda su historia: el fijismo.

Las autoritarias creencias religiosas en el creacionismo fijista que relata la Biblia llevaban a catalogar como herejía y ridiculizar cualquier opinión contraria a ellas, llevando incluso a la pena de muerte a muchos científicos que presentaron pruebas concluyentes de las falsedades científicas de las Sagradas Escrituras.
“La Creación del hombre”, de Miguel Ángel. Fresco que decora actualmente el techo de la Capilla Sixtina, en Roma.

El arzobispo irlandés James Ussher (que se atrevió a realizar unos cálculos aproximados sobre la edad del planeta Tierra basándose en la Biblia, la suma de los años que vivieron Adán y el resto de los profetas, el calendario gregoriano y los escasos conocimientos astronómicos de la época, concluyendo que Dios la había creado al anochecer del día domingo 23 de octubre del año 4004 a.C), el naturalista francés y padre de la paleontología y de la anatomía comparada Georges Cuvier, o el mismísimo científico sueco Carl von Linneo (creador del actual sistema clasificador de seres vivos o taxonómico en nomenclatura binomial), fueron creacionistas fijistas convencidos.

No obstante, la teoría de la generación espontánea era todavía más vieja que el creacionismo cristiano católico y su fijismo derivado: el primero en postularla fue el filósofo griego Aristóteles a mediados del siglo IV a.C.

Para contradecir tanto al creacionismo como al fijismo, la ciencia moderna y la contemporánea no han parado de buscar pruebas que ayuden a explicar conceptos tan misteriosos como los del origen de la vida y la teoría de la evolución de las especies.

Las teorías actuales acerca del origen de la vida que gozan de más aceptación, tanto popular como por parte de la comunidad científica, son principalmente tres: la teoría del origen químico de la vida o síntesis prebiótica desarrollada por el biólogo soviético Aleksandr Oparin, la hipótesis de la panspermia y la teoría endosimbiótica de la doctora estadounidense Lynn Margulis.

1.Teoría del origen químico de la vida (o síntesis prebiótica)

Es actualmente una hipótesis de amplio reconocimiento científico, comúnmente aceptada para explicar el origen de la vida. Se basa principalmente en las teorías químicas expuestas durante el año 1923 por parte de los científicos Oparin y el biólogo evolutivo británico John Burdon Sanderson Haldane.

Según este postulado, cuando el planeta Tierra se formó, (hace aproximadamente unos 4.500 millones de años) era una inmensa bola incandescente formada por la fusión de una enorme cantidad de compuestos químicos en combustión, expuesta a continuos procesos exotérmicos de energía y al impacto continuado de meteoritos.

En esta enorme masa de fuego, los distintos elementos se fueron colocando en la esfera terrestre según la densidad de sus cuerpos, de tal manera que los que eran más densos se hundieron hacia el interior de la Tierra por acción gravitacional, formando así el núcleo terrestre; aquellos cuya densidad se situaba en una media aritmética se quedaron en el centro formando el manto, y los más ligeros y livianos tendieron a salir hacia el exterior, formando una capa terrestre primero (la corteza continental y oceánica) y posteriormente una cúpula gaseosa alrededor de la parte sólida del planeta (la atmósfera).

Los gases que consiguieron escapar al espacio exterior estaban sometidos a intensas y continuas radiaciones de tipo ultravioleta provenientes de la estrella de nuestro Sistema Solar (el Sol), y a fuertes descargas eléctricas en forma de rayos que se producían durante las frecuentes tormentas que barrían la Tierra.

De acuerdo con esta teoría desarrollada por Aleksandr Oparin, debido al efecto generado por estas fuertes energías, los gases sencillos empezaron a mutar, reaccionando entre sí para dar lugar a moléculas cada vez más complejas.

En el año 1953, el científico californiano Stanley Miller confirmó la fiabilidad de la teoría de Oparin y Haldane, reproduciendo en su laboratorio las supuestas condiciones de la atmósfera primitiva y constatando que era posible generar vida mediante ese procedimiento.

Paralelamente, la Tierra adoptó su actual forma esférica por acreción, se aplacaron las habituales corrientes de convección térmica en el manto terrestre y el planeta comenzó a enfriarse.

Entonces, todos los gases que se encontraban en la atmósfera se condensaron y comenzó a llover de manera torrencial. Se formaron así los océanos en las depresiones del terreno continental de la corteza, y a su vez dichas lluvias arrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que poco a poco se iban formando.

La temperatura en estos océanos primigenios era muy elevada, y este calor provocó que que las moléculas anaerobias (que no necesitaban respirar oxígeno para sobrevivir) continuaran reaccionando entre sí, apareciendo nuevas moléculas cada vez más y más complejas.

Oparin dio a estos mares cargados de vida primitiva el nombre de caldo de cultivo, o sopa primordial. Posteriormente, algunas de esas moléculas se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeñas esferas unidas a menudo mediante enlaces covalentes o fuerzas de Van der Waals llamadas coacervados, que si bien todavía no eran células, les faltaba poco para serlo.

Este continuo proceso duró hasta que apareció una molécula que fue capaz de replicar copias de sí misma, es decir, algo parecido a poseer memoria genética y reproducirse; esta molécula debió de ser algo similar a lo que hoy en día llamaríamos un ácido nucleico.

Los coacervados que poseían este primitivo ácido nucleico empezaron a mantenerse en el medio aislándose mediante una cobertura para no reaccionar con otras moléculas, y finalmente empezarían a intercambiar materia y energía con el medio, dando lugar a las primeras células.

2.Teoría de la panspermia

Ante todo, debe tenerse en cuenta que la teoría de la panspermia no resuelve el problema de cómo pudo generarse la vida por primera vez, sino que simplemente lo traslada a otro lugar.

Fue sugerida por primera vez en el año 1908, de la mano del profesor de química sueco Svante August Arrhenius.

La hipótesis de la panspermia (pan- [prefijo griego que significa “todo“]; –spermia [esperma, semilla]) sugiere que el origen de la vida en el planeta Tierra es extraterrestre.

Según Arrhenius (y para esto se ve claramente influenciado por las consideraciones metafísicas del filósofo griego Anaxágoras), las “semillas” o esencias biológicas de la vida se encuentran diseminadas por toda la materia oscura del universo en forma de moléculas primitivas, y es perfectamente posible que lleguen a cada uno de los distintos planetas a través de meteoritos.

No explica cómo se formaron las moléculas que supuestamente viajan por el espacio, pero razona cómo hubiera podido ser una hipotética llegada de la vida a la Tierra.

A día de hoy es una teoría muy controvertida que posee numerosos detractores, porque la encuentran imprecisaincompleta inverosímil en lo que se refiere a vida extraterrestre.

A pesar de que la teoría de la panspermia convence a relativamente poca gente dentro de la comunidad científica, resulta innegable que existen evidencias de bacterias capaces de sobrevivir durante largos períodos de tiempo en condiciones extremas de salinidad, pH o temperatura.
Ejemplo de ello pueden ser las bacterias extermófilas capaces de vivir en el magma o en la lava, o dentro de las chimeneas volcánicas submarinas como la que se observa en la fotografía.
También existen microorganismos psicrófilos y criófilos capaces de sobrevivir en el hielo, así que no es del todo descabellado pensar que ciertas formas primitivas de vida podrían soportar las condiciones del espacio y la fricción de un meteorito a su entrada en la atmósfera terrestre.

3.Teoría endosimbiótica de Lynn Margulis

La teoría endosimbiótica es una de las más curiosas e interesantes hipótesis actuales de la biología molecular.

Fue postulada por primera vez en el año 1967 por parte de la científica estadounidense Lynn Margulis, y desde que fue publicada no han parado de aumentar tanto los argumentos a su favor como en su contra, de manera que conforma aún uno de los más grandes desafíos para la comunidad científica, y muy especialmente para el campo de los estudios evolutivos.

Esencialmente, esta teoría propone que algunos de los orgánulos primitivos de las células eucariotas (que son aquellas que poseen un núcleo claramente definido, es decir, todas excepto las bacterias unicelulares), y en particular las mitocondrias y los plastos, (que producen energía para el consumo interno de la célula) empezaron siendo organismos procariontes de vida libre (es decir, bacterias independientes).

Probablemente, tras haber sido englobados (tomados por un corpúsculo mayor en tamaño), no pudieron ser correctamente digeridos y se terminaron acoplando a dicho corpúsculo, estableciendo así una relación de simbiosis con la célula que los fagocitó (obteniendo protección del exterior a cambio de generar energía para el movimiento celular).

De esta manera, surgieron las primeras células eucariotas complejas a partir de los primeros coacervados moleculares.

Distendida animación que muestra un breve resumen de la teoría endosimbiótica. El corpúsculo grande obtiene una mayor complejidad molecular adosando ATP (adenosín trifosfato) a su estructura, ganando en energía mientras la molécula de ATP pasa a formar parte a modo de mitocondria de lo que ya es una célula eucariótica compleja. Ambos se benefician del resultado.

Actualmente, la teoría endosimbiótica cuenta con un gran número de opiniones y pruebas a favor, pero también en contra.

Entre las que se sitúan a favor, una de las que constituye mayor peso racional es el material genético. Los plastos, cloroplastos (encargados de realizar la liofilización y la fotosíntesis de las plantas, otorgándoles su característico color verde) y las mitocondrias presentan su propio ADN único y totalmente independiente del ADN de la célula en la que se encuentran.

Además, este material genético es bicatenario y circular, idéntico al de las bacterias y muy diferente al de las células eucariotas complejas.

Pero esto también es fácilmente refutable, ya que actualmente se desconoce el momento exacto en el cual los intrones aparecieron en la evolución de las especies.

En la próxima entrega de esta serie sobre el origen de la vida ampliaremos los conceptos de creacionismofijismo y clasificación taxonómica de las especies, hablaremos sobre la edad real de la Tierra, las eras geológicas y el peso de la paleontología en el estudio del pasado, y profundizaremos en las principales teorías evolutivas que han existido a lo largo de la Historia hasta la actualidad, empezando por Jean-Baptiste de Monet, caballero de Lamarck.

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