Teorías sobre el origen de la vida

¿De dónde salen las primeras moléculas de la vida?

En los años 20, Aleksandr Oparin y J. B. S. Haldane propusieron, cada uno por su lado, lo que hoy se llama teoría de Oparin-Haldane. La vida habría salido paso a paso de materia no viva, por una evolución química gradual. Primero, unidades como aminoácidos. Después, polímeros más complejos. Pensaban en una atmósfera reductora, con muy poco oxígeno, donde las moléculas tienden a donar electrones. Moléculas inorgánicas simples habrían reaccionado con energía de rayos o del Sol, y esas unidades se habrían juntado en los océanos en una sopa primordial. El detalle de ese modelo y de la endosimbiosis está en el paso de lo inorgánico a la sopa. ¹

El mismo artículo advierte que varios detalles ya no se sostienen así. Geólogos de ahora piensan que la atmósfera no era reductora, y no está claro si los primeros indicios aparecieron en pozos a la orilla del mar. Lo que sigue en el centro de la mayoría de las hipótesis es otra cosa: un armado espontáneo, paso a paso, de moléculas o conjuntos simples, luego más complejos, luego capaces de mantenerse. ¹

En 1953, Stanley Miller y Harold Urey pusieron a prueba esas ideas. Vieron que moléculas orgánicas pueden formarse de manera espontánea en condiciones reductoras, las que entonces se tomaban como parecidas a la Tierra temprana. Fue la primera vez que se mostró que las moléculas orgánicas necesarias para la vida podían salir de componentes inorgánicos. No armaron un ser vivo. Armaron química. ¹

Otra hipótesis, el mundo de ARN, pone el primer paso en un ARN que se copia solo, sin ayuda de otras moléculas. El ARN puede guardar información y trabajar como las proteínas en reacciones. Por eso muchos científicos piensan que la vida que conocemos empezó sin proteínas y sin ADN. Los nucleótidos habrían salido de esa sopa, se habrían unido en cadenas poco estables, y la vida de ARN habría arrancado cuando una de esas cadenas pudo hacer copias de sí misma. ²

Hay un segundo modelo, distinto del de la atmósfera terrestre. Dice que las moléculas orgánicas llegaron desde el espacio, en un meteorito u otra fuente. El de la Tierra dice que surgieron aquí, de forma abiótica, bajo las condiciones de esa atmósfera. Son dos orígenes para la misma clase de molécula. No dicen lo mismo. ³

Cuando ya hay células, el registro más viejo que OpenStax señala son los estromatolitos: tapetes microbianos fosilizados, láminas que dejaron procariontes al precipitar minerales. Durante los primeros dos mil millones de años la atmósfera no tenía oxígeno, y solo vivían anaerobios. Las cianobacterias, a partir de fotótrofos tempranos, empezaron a oxigenarla. Fuentes termales y chimeneas hidrotermales pudieron ser de los ambientes donde la vida comenzó. ⁴

Ideas clave

• Oparin y Haldane, años 20. De lo no vivo a lo vivo, por pasos químicos. Poco oxígeno, sopa primordial, unidades y luego polímeros. ¹
• Miller y Urey, 1953. Orgánico a partir de inorgánico en condiciones reductoras. No es una célula. ¹
• Mundo de ARN. Un ARN que se copia solo, antes de proteínas y de ADN. ²
• Dos lugares para las moléculas. Se forman en la Tierra primitiva, o llegan en un meteorito. ³
• Después, el oxígeno. Dos mil millones de años anóxicos. Cianobacterias oxigenan. Los estromatolitos son el fósil temprano que cita el resumen. ⁴

Ejemplos resueltos

Un matraz con chispas

Imagina el montaje de 1953: gases que se toman por reductores, una chispa, y al final aminoácidos en el agua. Alguien concluye que "ya apareció la vida". Corrige con lo que el experimento mostró.

1. Mostró que moléculas orgánicas salen de componentes inorgánicos en esas condiciones. ¹
2. No mostró una célula, ni un ARN que se copie, ni una sopa que ya respira.
3. El artículo mismo dice que la atmósfera reductora es un detalle que muchos geólogos ya no aceptan. El resultado histórico sigue siendo la formación de orgánicos. ¹
4. El paso siguiente, en la hipótesis del mundo de ARN, sería una cadena capaz de copiarse. ²

¿Aquí o en una roca del espacio?

Te dan dos frases. Una: las primeras piezas orgánicas se armaron en la Tierra, sin vida previa. Otra: esas piezas venían ya hechas en un meteorito. ¿Hablan del mismo modelo?

1. La primera es el modelo abiótico terrestre. Encaja con Oparin-Haldane y con Miller-Urey. ^{1 3}
2. La segunda es el otro modelo de la práctica: llegada desde el espacio. ³
3. Los dos pueden hablar de aminoácidos. No proponen el mismo lugar ni la misma energía.
4. Ninguno, por sí solo, explica el salto hasta un ARN que se duplica. Ese es otro piso de la hipótesis. ²

Errores comunes

Cierras el tema en "Miller creó vida". Creó la demostración de que lo orgánico puede salir de lo inorgánico. ¹

Tratas la atmósfera reductora como un hecho cerrado. El artículo dice que ese detalle probablemente no es correcto, y que la idea de pasos, de simple a complejo y a algo que se sostiene, es lo que sigue en pie. ¹

Mezclas el mundo de ARN con el ADN de hoy. La hipótesis dice que el ARN hacía los dos trabajos antes de que hubiera ADN y proteínas. ²

Cómo lo pregunta el examen

Te piden qué afirma cada idea, no una fecha suelta. Oparin-Haldane: pasos desde lo inorgánico, poco oxígeno, sopa. Miller-Urey: orgánicos en un montaje reductor. Mundo de ARN: una molécula que se copia sola. El modelo del meteorito mueve el lugar de origen al espacio. Si el enunciado dice que el matraz produjo una célula, es falso.

Resumen

• Oparin y Haldane propusieron una evolución química gradual desde materia no viva.
• Pensaban en una atmósfera con muy poco oxígeno y una sopa de unidades estructurales.
• Miller y Urey mostraron orgánicos formados desde componentes inorgánicos.
• El mundo de ARN pone primero un ARN capaz de copiarse, sin proteínas ni ADN.
• Otro modelo trae esas moléculas desde el espacio, en un meteorito u otra fuente.