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Cómo comenzó la vida.
De la materia inanimada a la vida, de la química a la
biología, de los elementos a las células, las moléculas del carbono.
C H O N son los elementos básicos
para todos los compuestos en bioquímica.
Es el carbono la base para el caldo de cultivo de la vida, pero ¿cómo se metaboliza ese inicio de la vida, cómo sucede?
Esas nuevas moléculas que metabolizan: nacen, interactúan, se alimentan y alteran el medio y ellas mismas, se reproducen y mueren.
Dónde aparecieron ¿en la superficie con el aire y radiación solar? la fotosíntesis parece de episodios más avanzados con existencia de suficiente cantidad de luz solar.
¿En las profundidades del mar en fumarolas a altas temperaturas y presión elevadas, y a oscuras? Cantidad de organismos son capaces de vivir en esas condiciones.
¿O vinieron del exterior, no trasportadas por otros
distintos a esa lluvia de meteoritos cargados de agua en su interior y que
permanece aún en las profundidades entre las rocas?
Moléculas autoreplicantes, encimas, aminoácidos y similares, pudieron tener comienzo en distintos medios y ser complementarias, o no haber tenido ocasión de progresar algunas dando comienzo así a la selección natural por adaptación al medio.
Pero aun con esa adaptación en tantos millones de años han podido suceder cataclismos y exterminios para la vida resultando necesario esperar de nuevo miles o millones de años para una nueva oportunidad.
Para la ciencia comprobar una posibilidad de esa creación de la vida es suficiente. Pero para otros muchos no es válido generar esa célula viva en un laboratorio, sino el demostrar que ese haya sido el medio real con el que comenzó la vida en la tierra.
Para saber cuál ha sido realmente ese inicio habría que ver toda la historia de intentos y la evolución como decía antes, algo bastante complicado que es más especulativo, y para ratificar en laboratorio sólo en experimentos aislados sin medios suficientes de conocer cómo fue la historia en millones de años.
En ese comienzo de las primeras células se necesitó algún catalizador al estilo de "soplo de vida" en forma de energía, calor, radiación…
Está claro que es necesario algún tipo de energía para que se produzcan cambios en las estructuras estáticas de esas moléculas básicas en un medio de cultivo.
Y esas estructuras de membrana como límite unidad o partes de las células ¿se pudieron realizar a base de las arcillas? ¿Tendrá algo que ver con aquello de crear al hombre con barro?
En el medio de cultivo, el que fuese, con esa energía las moléculas básicas pueden crear azucares e hidratos de carbono que mantienen esa energía en sus enlaces moleculares.
Si cortamos esos enlacen obtendremos de nuevo esa energía y habrá que desprenderse de los residuos producidos. Metabolismo. Otro tipo de compuestos reaccionaran a esa absorción de energía al metabolizar los azucares. Los lípidos que se crean serán quienes construyan alrededor esas paredes semipermeables que delimitarán a esa unidad celular.
Ahora la tercera pata que nos falta es la replicación, crear copias. Los aminoácidos firmemente unidos por enlaces químicos forman las proteínas. Básicamente formadas por azucares, fosfatos, adenina, guaninas, citosina y guanina. El ADN para las clonaciones.
Tenemos las tres cosas ya. Biomoléculas básicas, aminoácidos, los azucares pilares de los hidratos de carbono, y los lípidos para formar las membranas y separaciones.
Membrana, elementos químicos para el metabolismo, y elementos genéticos para la replicación.
Las células compuestas por orgánulos especializados en funciones que dan junto a su replicación ese metabolismo, de la vida.
Y la replicación genera una sociedad para alimentarse, la autodefensa y abrirse paso, y así diríamos, permite crecer hasta donde el medio le permite. El juego de la vida.
El misterio de la vida está en este paso o salto desde lo inanimado.
Muchas teorías intentan encontrar respuesta.
La emergencia, desde elementos sencillos que no tienen sentido por sí mismos, si no es de una conjunción, más propios de galaxias y otro tipo de agregaciones, pero fueron pensamientos iniciales sobre el tema.
No conocer las moléculas llevó a Aristóteles a la teoría de la Generación Espontánea, y nadie lo dudó en miles de años. Hasta que alguien experimentó con los gusanos de la carne aun sin saber de los huevos depositados por la moscas.
Y después Pasteur la rebate dejando la duda de si la vida pudo aparecer de alguna forma.
La vida se presupone desde hace algo menos de 4 mil millones de años, después de los incesantes bombardeos de meteoritos, cuando aún estaba fundida la corteza terrestre y no existía oxígeno. De lo que no ha quedado nada para poder comprobarlo. La tierra sólo tenía 100 millones de años, se enfriaba el núcleo y comenzaba a formarse la corteza. Entonces llegaba el agua en esos meteoritos que al evaporarse y unirse con el dióxido de carbono formaron grandes nubes espesas que lo cubrieron todo y desencadenaron el mayor diluvio que ha sufrido la tierra, millones y millones de años sin parar de llover. Hace 4 mil millones de años, cuando la tierra solo tenía 500 millones de años, estaba cubierta por un gran océano que ocupaba el 90% de su superficie y sólo sobresalían algunos cráteres de los volcanes más altos. Entones tanta cantidad de hierro disuelto daba al agua un color verde aceituna, no era aún nuestro planeta azul, y el dióxido de carbono en la atmosfera le daba el color rojo a altísima presión. Tras esos 500 millones de años, las erupciones volcánicas crearon lo que sería el origen de los protocontinentes de granito, la primera corteza. Con la expansión de esas capas de granito en los siguientes 2 mil millones de años, las agua menos profundas de la costa continental, pudieron dar origen a la vida y algunos seres como los estromatolitos con la fotosíntesis llenaron la atmosfera de oxígeno, pero primero se oxidó el hierro del agua que cambio su color al azul, y ya después limpio la atmosfera del dióxido de carbono.
En las posteriores rocas, las más antiguas que se conservan,
sí hay rastros de vida.
Organismos unicelulares en un hábitat inhóspito. Pero en condiciones parecidas encontramos en distintos lugares los extremofilos y estos crecen en grandes cantidades con variedad de moléculas básicas.
Y se propagaron por toda la tierra. Aún existen esas
primeras formas unicelulares en algunos sitios, los estromatolitos y los
restos de esas células.
Los comerrocas, sin oxígeno todavía, cianobacterias que
dejan los restos de su presencia, recurren a los metales, el hierro
en gran cantidad.
De los 3 mil 500 millones de años de vida en la tierra, en más del 80% solo hubo vida unicelular, organismos unicelulares.
Las amebas que abundan en las charcas, es el claro ejemplo de estos organismos simples con todas sus funciones de vida. Y que todos hemos visto en algún microscopio, como en su tiempo Anton van Leeuwenhoek que lo inventó para observar esas criaturas microscópicas.
La fotosíntesis es la forma más extendida de los organismos unicelulares y es el de las plantas. Como resultado de ese metabolismo apareció el oxígeno.
Y fue posible cuando la energía solar aumentó.
El paso de organismos unicelulares a pluricelulares es fundamental para la vida compleja, y sólo fue posible por errores en la replicación, problemas con el ADN.
Esas variaciones en las copias permitirán que algunas
mutaciones sean las que se adapten a condiciones distintas, origen de grandes
cantidades de distintas formas de vida unicelular, que darán paso a las
exuberancias, hasta llegar a la reproducción con diferenciación sexual, que
será una forma más elaborada de transmitir ese ADN emparejado dando más
variaciones.
Si la vida comenzó hace 3 mil 500 millones de años, hubo que esperar hasta hace solo mil 500 millones para que apareciese la ameba, y formas más complejas hasta sólo hace 500 millones de años.
Con la reproducción sexual aparece una época conocida como explosión cámbrica, con oxígeno y profusión de mutaciones y proliferación de organismos multicelulares.
Se encuentran gran cantidad de fósiles de animales complejos.
Grandes cantidades de seres vivos aparecen y desaparecen adaptando o sobreviviendo a los cambios, Charles Darwin no estudia el origen de la vida en sí, pero sí se remonta en lo posible en los parentescos.
Y además piensa en la charca con sus sales minerales y elementos necesarios como medio de cultivo y con las temperaturas apropiadas para aproximar las condiciones primigenias.
Ese caldo primordial con sus elementos, proporciones y condiciones para mezclarse con sus catalizadores y energía necesaria. Aleksandr Oparin propone una forma, sin oxígeno, con metano, amoniaco, hidrogeno y agua, la luz ultravioleta. Esos elementos llegaron al mar y de la combinación apareció esa primera célula, una posibilidad remota pero con tantos millones de años... pudo ocurrir.
Stanley
Miller hizo el experimento en laboratorio y consiguió fácilmente
aminoácidos en menos de 5 días, fue el padre de la prebiótica, pero ahí se
quedó sin admitir que esos elementos no estuvieron presentes en el momento de
comienzo de la vida, además de que pudo haber muchas y distintas formas de
aparecer estas y otras moléculas complejas.
Esos aminoácidos aparecieron en el Meteorito de Murchison
procedente del exterior del sistema solar, y es aún más antiguo. Y además parece que en el
espacio hay más posibilidades de sintetizarse, quizá por la luz ultravioleta.
La Panspermia es la teoría que dice que la vida no tuvo por qué tener un caldo de cultivo en la tierra, y pudo crearse y llegar desde fuera de la tierra.
No sé por qué no aquí, aunque quizá fueran varios los orígenes de distintos tipos de moléculas, y entonces ¿cuáles fueron los que se establecieron y dieron origen a la vida como la que conocemos?
Y los compuestos arcillosos con sus tensiones superficiales pudieron catalizar agrupando elementos bioquímicos aglutinando ese caldo prebiótico para formar ARN, la versión sencilla de ADN que pudo ser el origen de la replicación. Otra posibilidad.
Pero aunque se consigan crear en laboratorio alguna célula que se reproduzca con su ARN, eso no explicará cual fue el comienzo, no dejará de ser una hipótesis.
Cuál fue el camino que dio origen a la vida sigue siendo un misterio. Y eso sólo era el comienzo.
La vida se adaptó en evolución con la tierra. Después de crearse los procontinentes y tener una atmosfera oxigenada por los estromatolitos, el movimiento de las placas tectónicas unió lo que ya era una cuarta parte de la superficie hace mil millones de años creando un único supercontinente, Rodinia.
La vida en los océanos sufrió un gran efecto producido por la glaciación global jamás conocida. Producida por Rodinia al bloquear las corrientes de agua caliente del ecuador a los polos, hace unos 700 millones de años, por lo que los polos se helaron y reflejaban los rayos solares, y así se fue cubriendo la tierra de hielo al completo bajando a 40 grados bajo cero, y los océanos cubiertos por una capa de hielo de un kilómetro y medio de grosor. Todos los seres vivos quedaron atrapados debajo en la oscuridad y prácticamente todos los seres vivos se extinguieron. La tierra moría.
Después, de las propias entrañas salían inmensas erupciones destruyendo y resquebrajando Rodinia, y el dióxido hizo el efecto invernadero necesario para recalentar y volver a empezar. Y se llenó de nuevo la atmosfera de oxigeno con una capa de ozono que filtraba los rayos ultravioletas.
Así sin ultravioletas es cuando pudo la vida salir de los océanos para adentrarse en tierra.
Los continentes vuelven a unirse entre los 400 y 300 millones de años atrás, y la tierra es un exuberante vergel en un mundo de pantanos tropicales, estos serán los que produzcan nuestro carbón.
En las orillas de aguas poco profundas que rodeaban los continentes se depositaban los restos de otros animales, que generaron otros combustibles fósiles: petróleo y gas.
Hace 250 millones de años y después de todo lo que la vida tuvo que soportar ocurriría lo peor. Sobre la actual Siberia grandes erupciones echaron tales cantidades de material que el cielo se cubrió de gas toxico, y más del 95% de las especies se extinguieron.
El nuevo supercontinente Pangea, con un clima benigno de temperatura y humedad cambió todo, y en 200 millones de años el oxígeno y dióxido de carbono haría que de los supervivientes apareciesen los grandes dinosaurios.
Las nuevas acciones volcánicas disgregarían Pangea, y desapareció como tal supercontinente. El calentamiento del clima de los volcanes aumento la vida aunque un meteorito acabaría con los grandes habitantes de la tierra.
Esa gran explosión hizo desaparecer las mayores y principales especies, para dejar paso a los pequeños mamíferos, y llegaría así el hombre.
Hace 50 millones de años era cuando los mamíferos recuperaban la vida sobre la tierra y ya los continentes tenían el aspecto similar al conocido.
Hace sólo 2 millones nuestros antepasados se expandían desde África pero la tierra que se estaba enfriando hasta la glaciación causada porque las erupciones que formarían Panamá cortaban el paso de las corrientes de agua.
Crecían y desaparecían las glaciaciones hundiendo la tierra con su peso. Y ahora en 15 mil años podría aparecer la próxima glaciación.
Ya será después de 200 millones de años cuando se cree otro supercontinente, Neopangea o Ultima Pangea formado de la desaparición del mar Mediterráneo y océano Atlántico por la tectónica de placas.
Y en 1500 millones de años la tectónica de placas y su actividad se detendrá muriendo así definitivamente el planeta, como otros que conocemos en nuestro sistema solar.
Sin saber apenas del origen de la vida ya adivinamos cual será el final.
Cómo empezó la Vida: