ORIGEN DE LA VIDA EN LA TIERRA

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ORIGEN DE LA VIDA EN LA TIERRA 
 
Por: Marcela Jaramillo Uribe. marce@epm.net.co 
Universidad EAFIT, Medellín 
 
INTRODUCCIÓN 
 
La edad de la Tierra se estima, de acuerdo en dataciones hechas a meteoritos, en 4500 
m.a. Sin embargo, las evidencias de vida en la Tierra aparecen hace aproximadamente 
3600 m.a. 
El interrogante sobre el origen de la vida en la Tierra ha perturbado al hombre desde 
tiempos remotos. Por esto mismo, muchas son las teorías que se han lanzado al 
respecto aunque ninguna ha sido del todo y para todos satisfactoria. 
 
Tal vez la única posición en la que realmente coinciden la mayoría de los 
investigadores es en que los organismos unicelulares, predecesores de los 
pluricelulares, tuvieron origen a partir de un organismo de ARN, conocido como el 
último antepasado común de la vida, el cual debía poseer información genética y 
capacidad de replicación. 
El problema se centró pues en determinar cómo fue que se formó el primer ARN. A 
propósito de esta cuestión se han propuesto teorías entre las que se cuentan: la sopa 
primordial, los humeros o surgencias hidrotermales, la panspermia, entre otros. 
A continuación se hace una breve descripción de algunas de las teorías más 
representativas, tratando de mostrar tanto la posición de los defensores como de los 
opositores de ellas. 
 
 
 
 
 
LA EDAD DE LA TIERRA Y DE LOS PRIMEROS ORGANISMOS VIVOS 
 
 
 
Según métodos empleados para determinar la edad de los meteoritos rocosos que en 
algún momento de la historia bombardearon la tierra y aceptando la teoría de la "Gran 
Explosión" que implica que el sistema solar, con su sol, sus planetas y meteoritos, se 
formaron simultáneamente, la edad de la Tierra se ha estimado en 4600 m.a. Además 
de esto, se cree también que las condiciones en que se originó la vida en la Tierra 
fueron bastante adversas y con períodos de continuo bombardeo de meteoritos de 
hasta 10 m. de diámetro. 
La edad de la vida sobre la Tierra, sin embargo, ha sido bastante cuestionada y aún 
hoy no es posible precisarla. Primero se pensaba que se trataba de una edad de 
aproximadamente 600 m.a. ya que esa era la edad más antigua obtenida en 
organismos pluricelulares. Con el hallazgo de fósiles de organismos unicelulares, se 
sabe que se trata de una edad mucho más antigua. 
 
 
 
Dos series de fósiles de éste tipo (organismos unicelulares), con edad de 3500 m.a. 
fueron encontrados en Australia y Sudáfrica por el especialista en protofósiles 
William Schopf. Se trata de masas rocosas de color pardo - verdoso que revelan 
presencia de estromatolitos y la impresión de hileras de células. Esto sugiere entonces 
que, los primeros organismos, eran fotosintéticos y liberaban oxígeno. 
Por otra parte, en Isua, Groenlandia se encontraron las rocas sedimentarias más 
antiguas halladas hasta el momento y que tienen una edad de 3800 m.a. Estas rocas 
revelan la presencia de agua y de organismos fotosintéticos, pues se encontraron 
restos de carbono. Sin embargo, los fósiles que muestran con claridad una estructura 
celular datan de 3100 o 3200 m.a. 
ORIGEN DE LA VIDA EN LA TIERRA 
Generación Espontánea 
La creencia de que la vida se generaba espontáneamente se sostuvo hasta mediados 
del siglo XVII. En esa época existían diversas teorías que sostenían la generación 
espontánea entre las que se cuentan que los pájaros brotaban de las frutas y los patos 
de las conchas marinas, que los abetos expuestos a la sal marina producían gansos, 
entre otros. Todo esto conducía a pensar que el hombre había sido creado por Dios y 
que las demás criaturas surgían por generación espontánea en el fango o materia en 
descomposición. 
 
Sin embargo, el químico Luis Pasteur, mediante un sencillo experimento, demostró 
que la vida sólo podía ser engendrada por vida y, bajo esta consideración, todos los 
organismos vivos procedían de progenitores parecidos a ellos. Sugería además, que 
Dios había creado el primer organismo vivo. 
 
El Último Antepasado Común de la Vida 
Charles Darwin, con su teoría de la evolución de las especies a partir de organismos 
más simples de los cuales heredaban ciertas características y adaptaban unas nuevas 
para su supervivencia en el medio, impulsó la creencia actualmente aceptada de que 
todas las especies vivas provienen de un mismo progenitor al que se le conoce como 
"último antepasado común de la vida". 
Sin embargo, para que eso sea cierto, dicho antepasado debía poseer ciertas 
cualidades sin las cuales hubiera sido imposible su evolución a organismos más 
especializados. Entre estas características las más importantes son: poseer 
información genética o instrucciones hereditarias y poseer también capacidad de 
replicarse y ejecutar las instrucciones. En otras palabras, el último antepasado debía 
poseer ácidos nucleicos (ADN y ARN) y proteínas. Además, es necesario la 
posibilidad de variación en los caracteres hereditarios para permitir la evolución a 
diferentes especies. 
 
La Sopa Primordial 
A pesar de su teoría de la evolución, Darwin indicó que el primer organismo vivo 
había sido creado por Dios y a partir de allí comenzó a actuar la evolución. Se sabe, 
sin embargo, que daba como muy posible, aunque no lo hubiera publicado, el hecho 
de que la vida había surgido de un proceso químico "en una pequeña charca caliente, 
en presencia de todo tipo de sales de amonio y de ácido fosfórico, de luz, calor, 
electricidad, etc." 
 
Por otro lado, en 1929, el bioquímico ruso Alexander Oparin y el fisiólogo británico 
J.B.S. Haldane señalaron que si la atmósfera de la Tierra hubiera tenido la misma 
composición que ahora, en cuanto a contenido en oxígeno, habría sido imposible 
formar los compuestos orgánicos requeridos para la vida, ya que éste impide que se 
den las reacciones necesarias para transformar moléculas orgánicas sencillas en otras 
más complejas. 
 
T 
 
Las ideas de Darwin y Oparin inspiraron el experimento, en 1953, de Stanley L. 
Miller, discípulo del premio Nobel Harold Urey. Dicho experimento consistió en 
simular el ambiente hipotético de la Tierra primitiva y someterlo a múltiples 
descargas eléctricas. Así, en un recipiente cerrado, Miller, reprodujo la atmósfera de 
metano, amoníaco, agua e hidrógeno sobre un "océano" de agua esterilizada y durante 
una semana sometió la mezcla a descargas eléctricas continuas. Pasado ese tiempo, 
Miller observó que un 10% del sistema se había transformado en compuestos 
orgánicos identificables y un 2% en aminoácidos como los que constituyen las 
proteínas. 
 
Fue así como las proteínas, que se creía tenían capacidad de reproducirse y 
organizarse, se convirtieron en la mejor opción para constituir las originales 
moléculas autorreplicativas. Sin embargo, muchos atribuyen ese papel a los ácidos 
nucleicos, ya que los trabajos de ciertos investigadores han demostrado que las 
proteínas se fabrican siguiendo las instrucciones dictadas por el ADN (ácido 
desoxiribonucléico). El problema aquí es que el ADN no puede desempeñar su 
trabajo no autorreplicarse sin la presencia de proteínas. Es decir, no se pueden 
producir proteínas sin ADN, ni tampoco ADN sin proteínas. 
 
Un Mundo de ARN 
 
 
 
A finales de los años sesenta, un grupo de investigadores, propuso que si el ARN 
(ácido ribonucleico) hubiera contado con capacidad de replicarse sin ayuda de 
proteínas y capacidad de catalizar cada etapa de la síntesis proteica, facultades de las 
que hoy carece, habría podido existir una mundo de ARN donde éste catalizaba todas 
las reacciones necesarias para la supervivencia y reproducción del último antepasado 
común y contaba con la capacidad de unir aminoácidos y formar proteínas. 
A principios de los ochenta, Thomas R. Cech y Sidney Altman descubrieron que 
ciertos tipos de ARN podían autorreplicarse sin la ayuda de proteínas, es decir, se 
autofragmentaban en dos y posteriormente se volvían a unir, actuando de gen y 
catalizador al mismo tiempo. Sería así, entonces, como el organismode ARN dio 
origen al ADN (ácido desoxiribonucléico), molécula que en la actualidad es la 
principal depositaria de la información hereditaria. El problema entonces se concentra 
en la pregunta ¿Cómo se originó el primer ARN?. Pues bien, acerca de este tema 
existen varias teorías. 
Fumarolas o Surgencias Hidrotermales 
Algunos experimentos llevados a cabo en el laboratorio con la ayuda de 
reconstrucciones computarizadas de la atmósfera, indican que el principal 
componente de ésta fue el dióxido de carbono y el nitrógeno liberado por los 
volcanes, ya que las moléculas de hidrógeno habrían sido destruidas y el hidrógeno 
libre habría escapado al espacio gracias a las radiaciones ultravioletas. Dicha 
situación habría hecho imposible la síntesis de aminoácidos y otros precursores de la 
vida. Sin embargo, los defensores de la atmósfera reductora, apuntan que los 
impactos de meteoritos y erupciones volcánicas habrían generado tal cantidad de 
humos y nubes que habrían protegido a los gases hidrogenados de las radiaciones 
ultravioletas. 
 
Todos estos interrogantes han llevado a algunos a pensar que la vida se originó en el 
fondo de los océanos cerca de las fumarolas o surgencias hidrotermales. Los 
compuestos azufrados emitidos por estas fumarolas son la principal fuente de energía 
para los organismos que allí se alojan. Es por esto que algunos piensan que la energía 
y nutrientes necesarios para crear y mantener vida pudieron haber provenido de las 
surgencias que, además, podrían haberla protegido de los efectos de impactos 
extraterrestres. 
 
Sin embargo, varios investigadores, entre los que se cuentan Miller y Jeffrey L. Bada, 
sostienen que la alta temperatura (a veces mayor de 300° ) del agua en esas fumarolas 
habrían destruido los compuestos orgánicos que se hubieran podido formar. 
 
La Teoría de la Pirita 
Siguiendo la hipótesis de las surgencias hidrotermales se han desarrollado varias 
teorías. Una de ellas fue la desarrollada por el abogado y doctor en química Günter 
Wächtershäuser, quien sostiene que la vida empezó a partir de una reacción química 
dirigida por alguna fuente de energía que tuvo lugar, no en solución como la mayoría 
de los investigadores han dado por sentado, sino en una superficie sólida. Como 
superficie sólida propone la pirita, un mineral metálico formado por una molécula de 
hierro y dos de azufre. Según su hipótesis, la continua formación de pirita a partir de 
esos dos elementos produce energía en forma de electrones, necesaria para conseguir 
que los compuestos orgánicos reaccionen unos con otros y aumenten su complejidad. 
La primera célula, según esta hipótesis, pudo haber sido entonces un grano de pirita 
rodeado por una membrana de compuestos orgánicos. 
 
La Teoría de los Cristales de Arcilla 
El químico A.G. Cirns-Smith, propone también que la vida se originó en un sustrato 
sólido pero para esto sugiere los cristales de arcilla y no los de pirita. Según él, los 
cristales de arcilla son lo suficientemente complejos como para evolucionar en forma 
parecida a la vida. Algunas arcilla, pudieron mejorar su potencial reproductor, 
desarrollando la capacidad de atraer o sintetizar compuestos orgánicos, como ácidos 
nucleicos o proteínas. Sin embargo, nunca se ha detectado arcilla o algún componente 
arcilloso en ningún organismo vivo. 
Panspermia 
 
 
 
Hay quienes, sin embargo, contemplan la probabilidad de que la vida no surgiera en 
la Tierra sino que proviniera del espacio. Esta idea ha venido cobrando seguidores 
ahora que se ha descubierto la presencia de compuestos orgánicos alrededor de ciertas 
estrellas y espacios interestelares, lo que sugiere que los compuestos necesarios para 
la vida habrían podido provenir del polvo interestelar, los meteoritos o los cometas. 
 
La versión más extremista de esta hipótesis es la teoría de la panspermia según la cual 
la vida se habría propagado de un sistema solar a otro por medio de las esporas de 
microorganismos. Por otra parte, la mayoría de los científicos rechazan esta teoría, 
por la sencilla razón de que nunca se han encontrado microbios en el espacio y no es 
probable que se puedan encontrar ya que las condiciones no son favorables para 
preservar vida. Sin embargo, se ha podido demostrar experimentalmente que una 
célula podría sobrevivir durante cientos de años en el espacio y hasta 10 millones de 
años si está protegida de las radiaciones por una fina capa de hielo. 
 
Hace algunos años, Francis H.C. Crick y Leslie E. Orgel emitieron la hipótesis de que 
la Tierra (y probablemente también otros planetas) fue sembrada deliberadamente por 
seres inteligentes que vivían en sistemas solares cuyo grado de evolución se hallaba 
varios miles de millones de años por delante del nuestro. Esta sugerencia, conocida 
como "panspermia dirigida", podría explicar, por ejemplo, por qué el molibdeno, 
cuya presencia terrestre es tan escasa, es esencial para el funcionamiento de muchas 
enzimas o por qué el fósforo, una sustancia de abundancia limitada en la naturaleza, 
es un ingrediente esencial del ARN y del ADN. 
 
La cantidad de teorías existentes demuestran que el misterio del origen de la vida 
sobre la Tierra, aun en el presente, con todos los adelantos en la ciencia, sigue siendo 
tan difícil de entender como lo fue para los primeros hombres que se cuestionaron 
sobre el tema. Sin embargo, las investigaciones continúan y el hombre no se dará por 
vencido hasta que resuelva el problema y como afirma Miller: "cuando se encuentre 
la respuesta, será tan condenadamente simple, que todos nos preguntaremos ¿cómo 
no se me ocurrió antes?". 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
• DICKERSON, R.E. 1982. La evolución química y el origen de la vida. En: 
Libros de Investigación y Ciencia, Evolución. Editorial Labor, S.A. Barcelona. pp 30 
- 48 
• HORGAN, J. 1991. En el Principio… En: Investigación y Ciencia. Número 
175. Barcelona. pp 80 - 90 
• ORGEL, L.E. 1994. Origen de la Vida sobre la Tierra. En: Investigación y 
Ciencia. Número 219. Barcelona. pp 46 - 53E 
• MARGULIS, L. y SAGAN, D. 1996. ¿Qué es la vida?. Capítulo 3: Érase una 
vez un planeta. Tusquets editores. Barcelona. pp 50 - 67