¿Cómo se originó la vida en la Tierra?

La vida surgió desde la materia inerte, pero la forma en que lo hizo sigue siendo en gran parte un misterio científico.

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Structure of a variety of membrane proteins

Introducción

A pesar de lo mucho que sabemos sobre el estado en el que se encontraba la Tierra hace entre 3 y 4 mil millones de años y la complejidad de los componentes básicos de la vida (ADN, ARN, aminoácidos, azúcares), todavía no se ha encontrado una explicación científica completamente verosímil del origen espontáneo de la vida. La manera en que la vida surgió de la materia inerte, algo que se conoce como la abiogénesis, sigue siendo en gran parte un misterio científico.

Debido a que este tema no tiene tantas aplicaciones útiles como otras áreas de la ciencia, se han realizado menos investigaciones en esta área. Sin embargo, los científicos están abordando actualmente este desafío desde varias perspectivas diferentes, y es posible que surja un amplio consenso en el futuro.

Dios pudo haber creado la primera vida a través de procesos regulares, o Dios pudo haberla creado a través de un milagro instantáneo. En cualquier caso, BioLogos afirma que Dios es el creador y sustentador de toda vida, desde la primera forma de vida, su desarrollo, hasta llegar a cada uno de nosotros. Si se llegara a un consenso con respecto a una explicación científica en particular para abordar este tema, nosotros lo celebraríamos con alegría, porque eso querría decir que tendríamos más conocimiento sobre cómo Dios lo creo todo, esa es nuestra perspectiva. Sin embargo, no importa cuánto avance la ciencia, nunca podremos agotar el asombro y la gratitud que sentimos hacia Dios debido al hecho de que Dios haya creado el regalo de la vida.

La Primera Vida en la Tierra

Dentro de las discusiones sobre el origen de la vida, un primer paso importante es aclarar qué se entiende por la palabra vida. Las primeras formas de vida en la Tierra fueron probablemente muy diferentes de lo que consideraríamos como organismos vivos en la actualidad. En realidad, podemos sentirnos tentados a pensar en la vida como algo que necesariamente deba tener la doble hélice del ADN con la que ya estamos tan familiarizados. Sin embargo, la principal propiedad que se requiere para la aparición de la vida temprana es la autorreplicación. Los primeros sistemas autorreplicantes podrían haber estado formados de ADN, ARN o algunos otros componentes básicos. Las características claves de tales sistemas habrían sido el hecho de tener la capacidad de recolectar elementos químicos del medio ambiente local y la capacidad de autorreplicarse.

Toda la vida en la Tierra contiene carbono, un elemento que es fundamental para que la vida, tal y como la conocemos, sea posible. El carbono es un elemento simple que a su vez es capaz de formar el tipo de moléculas más complejas que frecuentemente podemos ver en muchas formas de vida. Por tanto, es probable que el carbono haya estado involucrado en este proceso desde el principio. Los compuestos que contienen carbono se clasifican generalmente como compuestos orgánicos; y explorar los mecanismos naturales que crean compuestos orgánicos complejos es uno de los enfoques principales en la investigación sobre los orígenes de la vida.

La Tierra tiene aproximadamente 4.600 millones de años. Toda la evidencia sugiere que la Tierra era inhóspita para la vida durante los primeros 700 millones de años, en gran parte porque hacía mucho calor. Sin embargo, la Tierra se enfrió gradualmente y hace 4 mil millones de años se volvió más habitable. En poco más de 100 millones de años, aparecieron las primeras formas de vida unicelulares. ¿De dónde vinieron estos organismos? ¿Y cuáles eran sus capacidades?

Aunque no conocemos exactamente el camino que condujo finalmente hasta estas formas bacterianas tempranas, parece probable que el ADN ya hubiera surgido como la molécula de información básica en ese momento. El microbiólogo y físico Carl R. Woese sugiere que hubo una cantidad considerable de transferencia lateral de genes entre las primeras formas de bacterias llamadas arqueobacterias. La transferencia lateral de genes, que es el movimiento de genes que se transmite desde una bacteria a otra, habría permitido el intercambio de material genético y, por lo tanto, esto habría acelerado el proceso de diversificación de la función biológica sobre la que actúa la selección natural. La manera en la que se desarrollaron estos primeros organismos es el tema principal de la siguiente discusión.

El experimento Miller-Urey

A Charles Darwin se le atribuye a menudo la hipótesis original del “estanque cálido”, que propone que la vida pudo haberse formado a partir de una combinación de compuestos inorgánicos y energía. El bioquímico soviético Aleksandr Ivanovich Oparin revisó esta idea y propuso que la vida se formó en un entorno que carecía de oxígeno pero fue energizado por la luz solar. Este tipo de ideas forman la base que provocó muchas más investigaciones sobre los orígenes de la vida, incluido el famoso experimento de Miller-Urey.

En 1953 en la Universidad de Chicago, Stanley Miller y Harold Urey abordaron el problema del origen de la vida reproduciendo las condiciones atmosféricas que creían que estaban presentes durante la Tierra primitiva en el momento en el que se originó la vida. Al conectar una mezcla de agua y compuestos inorgánicos con electricidad, se produjeron compuestos orgánicos, incluidos los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas. Este resultado provocó que se hicieran más experimentos, y al menos para algunos investigadores, parecía que la solución para el misterio del origen de la vida estaba a punto de encontrarse.

Un descubrimiento posterior de Joan Oro en la Universidad de Houston, el cual se publicó en 1961, demostró que un componente esencial del ADN, la adenina, así como varios aminoácidos, pueden formarse si el compuesto inorgánico cianuro de hidrógeno se calienta en agua-amoníaco. Aunque esta investigación contribuyó en el caso del origen de la vida en la tierra con algunos detalles útiles, los experimentos del tipo Miller-Urey no han logrado proporcionarnos una respuesta completa sobre cómo se pudo haber originado la vida en la Tierra. Una cosa es tener compuestos orgánicos presentes, y otra muy distinta es que estos lleguen a formar un sistema con la capacidad de autorreplicarse.

Recientemente, estos resultados iniciales se revisaron nuevamente con métodos más sensibles. Los investigadores descubrieron aminoácidos adicionales y otros bloques de construcción que se formaron durante los experimentos de Miller-Urey que se pasaron por alto durante el experimento inicial. Miller continuó haciendo una variedad de experimentos que tenían el objetivo de precisar los orígenes de la vida y, aunque el misterio seguía sin resolverse, los miembros de su laboratorio descubrieron que algunos aminoácidos y otros componentes básicos para la vida también pueden formarse a partir de compuestos inorgánicos en ambientes extremadamente fríos.

Cómo se originó la vida

Las explicaciones sobre cómo se formaron los aminoácidos, nucleótidos y azúcares, cómo se ensamblaron en forma de ADN y ARN, y luego la explicación sobre cómo estos componentes básicos de la vida llegaron a replicarse y adquirir las enzimas necesarias para facilitar este proceso, son todavía de carácter especulativo. Sin embargo, se están investigando muchas ideas interesantes, incluida la teoría de los respiraderos de aguas profundas, la teoría de las playas radiactivas y la teoría del cristal o la arcilla. Otra opinión, defendida por Francis Crick y otros, es que la única explicación para la vida en la Tierra es que proviene de otro planeta. Sin embargo, este tipo de explicación solo hace retroceder la pregunta un paso hacia atrás: entonces, ¿cómo se originó esta vida extraterrestre? Aún así, todavía no tenemos una explicación científica convincente de cómo se originó la vida en la Tierra.

Las teorías evolutivas sobre cómo se originó la vida se dividen en dos campos principales: la hipótesis del “gen primero” y la hipótesis del “metabolismo primero”. La hipótesis del “gen primero” se centra actualmente en el ARN en lugar de en el ADN, ya que ciertas moléculas de ARN han demostrado tener la capacidad de funcionar como enzimas, lo que sugiere que el ARN podría haber transportado información y haberse copiado a sí mismo. Desde este punto de vista, el ARN precedió tanto a la síntesis del ADN como a la de las proteínas. Por otro lado, la hipótesis del “metabolismo primero” sostiene que las moléculas que están contenidas en los materiales prebióticos formaron ciclos químicos y redes de reacciones químicas que dieron lugar a sistemas metabólicos primitivos. Estos sistemas metabólicos existían antes que el ARN y proporcionaron el entorno idóneo para que la replicación del ARN emergiera más tarde. A pesar de la exploración de numerosas vías de investigación, ambas teorías carecen actualmente de evidencia concluyente.

Si bien los investigadores han generado recientemente ARN autorreplicante a partir de moléculas prebióticas en el laboratorio, es difícil entender cómo el ARN, un polímero notoriamente inestable, pudo haber ayudado a mantener sistemas autorreplicantes en el ambiente químico y térmico hostil que había durante la etapa primitiva del planeta Tierra.

Conclusión

Independientemente de cómo ocurriera, está claro que la vida apareció por primera vez en un lugar específico, y las primeras formas de vida fueron organismos unicelulares que comenzaron a replicarse y a diversificarse. La falta de consenso científico sobre el origen de la vida no disminuye la fuerza de la teoría de la evolución, la cual solo busca explicar la razón por la que existe tal diversidad de formas de vida después de que la vida ya hubiera comenzado.

Aunque el origen de la vida es ciertamente un auténtico misterio científico, esto no debería dar lugar a que las personas más reflexivas deban poner todo el fundamento de su fe en un tema como este. Todo lo que ha sucedido a lo largo de la historia de la vida ha sucedido de acuerdo con los propósitos soberanos de Dios, ya que Cristo “existía antes de todas las cosas, y por él se mantiene todo en orden” (Colosenses 1:17).

Última actualización en December 09, 2024

Two examples of research groups working on the topic are the Joyce Lab at the Scripps Research Institute and Jack Szostak’s The Origins of Life initiative at Harvard University. Recommended books on the subject include Robert M. Hazen, Genesis: The Scientific Quest for Life’s Origins (Washington, D.C.: Joseph Henry Press, 2005), and Andrew H. Knoll Life on a Young Planet: The First Three Billion Years of Evolution on Earth (New Jersey: Princeton University Press, 2003).
It has been hypothesized that silicon may be an alternative to carbon, as it is structurally similar to carbon with a half filled outer shell and four free electrons. As of yet it has not been shown to be a viable alternative because of differences in the way it reacts to other molecules.
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Francis Darwin, ed., The Life and Letters of Charles Darwin, Including an Autobiographical Chapter (London: John Murray, 1887), 3:18. Available online at Darwin Online, “The Complete Works of Charles Darwin Online,” Darwin Online.
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