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El origen de la vida

El origen de la vida ha tenido en todas las civilizaciones una explicación cuyo denominador común era la intervención divina. La ciencia, sin embargo, ante esta gran pregunta necesitaba buscar causas, reglas o mecanismos que dieran a ese hecho una justificación constatable.
La generación espontánea de la vida fue una teoría autorizada y desautorizada consecutivamente en varias ocasiones entre 1668 y 1862, año éste último en que que se disipó la incógnita (Teorías evolucionistas). En 1668 el médico italiano Francesco Redi demostró que las larvas de mosca de las carnes en descomposición se producían a causa de puestas previas, y no espontáneamente por la propia carne. La generación espontánea quedaba en parte desautorizada (no exenta de polémica) a pesar del arraigo que esa teoría tenía en la historia de la biología.
La polémica sobre la generación espontánea se avivó aún más cuando en 1677 Antoni Van Leeuwenhoek, un fabricante de microscopios y pionero en descubrimientos sobre los protozoos, desautorizó de nuevo la antigua teoría cuando experimentó sobre microorganismos sólo visibles al microscopio, ante la aparente constatación de que estos seres aparecían espontáneamente en los alimentos en descomposición. Demostró que las pulgas y gorgojos no surgían espontáneamente a partir de granos de trigo y avena, sino que se desarrollaban a partir de diminutos huevos.
Tuvieron que transcurrir cien años para que en 1768 el fisiólogo italiano Lazzaro Spallanzani (uno de los fundadores de la biología experimental) demostrase la inexistencia de generación espontánea. Hirviendo un caldo que contenía microorganismos en un recipiente de vidrio, y cerrándolo después herméticamente para evitar la entrada de aire, el líquido se mantuvo claro y estéril. Los inmovilistas de esa época no dieron validez al experimento, a pesar de su rotundidad, y expusieron como argumento que se había alterado el aire del interior del recipiente por efecto del calor, eliminando los principios creadores de la vida.
El problema seguía sin resolverse definitivamente en la segunda mitad del siglo XIX, hasta que el biólogo francés Louis Pasteur se propuso emprender una serie de experimentos para solventar la cuestión de la procedencia de esos microorganismos que, en apariencia, se generaban espontáneamente. En 1862 Pasteur llegó a la conclusión de que los gérmenes penetraban en las sustancias procedentes de su entorno.
Ese descubrimiento dio lugar a un debate feroz con el biólogo francés Félix Pouchet, y más tarde con el respetado bacteriólogo inglés Henry Bastion; éste último mantenía que la generación espontánea podía darse en condiciones apropiadas. Una comisión de la Academia de Ciencias aceptó oficialmente en 1864 los resultados de Pasteur, a pesar de ello los debates duraron hasta bien entrada la década de 1870.
En la actualidad, la base de referencia de la teoría evolutiva del origen de la vida, se debe al bioquímico soviético Alexandr Ivánovich Oparin, aunque el británico John Burdon Sanderson Haldane sostuvo una idea similar. Oparin postuló en 1924 que las moléculas orgánicas habían podido evolucionar reuniéndose para formar sistemas que fueron haciéndose cada vez más complejos, quedando sometidos a las leyes de la evolución. Según esta teoría, los océanos contenían en sus orígenes gran cantidad de compuestos orgánicos disueltos. En un proceso que requirió mucho tiempo, esas moléculas se fueron agrupando en otras mayores y éstas a su vez en complejos temporales. Alguno de esos complejos se convirtió en un protobionte tras adquirir una serie de propiedades, por las cuales podía aislarse e introducir en su interior ciertas moléculas que le rodeaban y liberar otras. Las funciones metabólicas, la reproducción y el crecimiento habrían aparecido después de que el protobionte adquiriera la capacidad de absorber e incorporar las moléculas a su estructura, para finalmente conseguir separar porciones de sí mismo con iguales características.
La teoría de Oparin fue experimentada con validez por Stanley Miller en 1953, como parte de su tesis doctoral dirigida por H. Urey; consiguiendo obtener compuestos orgánicos complejos después de reproducir las condiciones primitivas del planeta en un aparato diseñado al efecto. Miller creó un dispositivo, en el cual la mezcla de gases que imitan la atmósfera primitiva, es sometida a la acción de descargas eléctricas, dentro de un circuito cerrado en el que hervía agua y se condensaba repetidas veces. Se producían así moléculas orgánicas sencillas, y a partir de ellas otras más complejas, como aminoácidos, ácidos orgánicos y nucleótidos.
Se abrió así camino a la obtención de numerosas moléculas orgánicas. En condiciones de laboratorio se han conseguido sintetizar azúcares, glicerina, aminoácidos, polipéptidos, ácidos grasos, o porfirinas que es la base de la clorofila y hemoglobina, etc
En resumen, la vida surgió en unas condiciones ambientales muy distintas a las actuales, las de la Tierra primitiva, a partir de moléculas orgánicas que no competían con ningún otro organismo vivo. Mediante la intervención de la selección natural se habrían ido diversificando hasta los actuales organismos.
Una condición indispensable para la evolución de la vida a partir de materia orgánica no viva, era la existencia de una atmósfera terrestre carente de oxígeno libre (Formación de las primeras células). En opinión de Haldane, que sostenía esa idea, durante el proceso biogenético los compuestos orgánicos no podrían ser estables en una atmósfera oxidante (con O2); serían los organismos fotosintéticos los que posteriormente producirían el O2 atmosférico actual.

Formación de las primeras células
Se ha convenido que el proceso de formación de las primeras células debió superar varias etapas de evolución, tres de carácter prebiológico (química) y una biológica: constitución de la Tierra, síntesis prebiológica, fase subcelular y fase protocelular.

Constitución de la Tierra...
Se estima que tuvo lugar hace unos 5.000 millones de años. El enfriamiento de las rocas emitía gases a la atmósfera ricos en compuestos de carbono y carentes de oxígeno (reductores).
Durante la constitución de la Tierra la atmósfera era reductora, debido a la carencia de oxígeno de los gases emitidos al enfriarse las rocas

 Síntesis prebiológica
 Se produce a partir de los monómeros, o moléculas sencillas procedentes de los gases de la atmósfera primitiva, que posteriormente quedarían disueltos en el medio líquido. Aminoácidos, azúcares y bases orgánicas se irían formando mediante diferentes tipos de energía, descargas eléctricas o radiaciones ultravioletas. Éstos, en el medio acuoso, tendrían una polimerización gradual dando lugar a macromoléculas o cadenas proteicas y de ácidos nucleicos.
Las descargas eléctricas y radiaciones ultravioleta darían lugar a la polimerización gradual en el medio acuoso.
Diferentes tipos de energía, como descargas eléctricas o radiaciones ultravioleta irían formando aminoácidos, azúcares y bases orgánicas.

Fase subcelular
Las microesferas de proteinoides (según Fox) o coacervados (según Oparin), consistentes en gotitas ricas en polímeros, inician su separación dentro del medio acuoso, que primitivamente tenía una consistencia de sopa. Por selección química, se generarían posteriormente protobiontes individualizados independientes del entorno  (formados por proteínas y ácidos nucleicos).

Fase protocelular
Se activa un mecanismo de autorreproducción, y una evolución biológica por selección natural. Ese mecanismo genético asegura que las protocélulas hijas adquieran las mismas propiedades químicas y metabólicas de las protocélulas padre, es decir, se realiza una transmisión hereditaria, que a su vez permite la existencia de mutaciones (evolución biológica).
Las actuales bacterias anaeróbicas como las de tipo Clostridium (fermentadoras), serían parecidas a las que en el origen de la Tierra tendrían los primeros seres vivos, que, probablemente, consistirían en formas unicelulares heterótrofas; de todas formas, estas bacterias actuales requieren adquirir en el entorno moléculas energizadas constituidas por reacciones no biológicas. Las primeras células que dependían, como ya se dijo, de materia orgánica formada por diferentes fuentes de energía como las descargas eléctricas (que comenzaría a escasear), prescindieron progresivamente de esa energía cuando la fotosíntesis entró en acción. La atmósfera comenzó entonces a recibir O2, y por evolución aparecerían las cianobacterias o algas azules, cuyos sedimentos fueron identificados en microfósiles de hace unos 3.500 millones de años.

La atmósfera del planeta cambió de reductora a oxidante en los 2.000 millones que siguieron a los procesos descritos. De cada cinco moléculas una era de O2. Con la formación de la capa de ozono se redujeron las radiaciones ultravioleta, y por esa razón las condiciones que permitieron la aparición de la vida desaparecieron definitivamente.
Por tanto, la instauración plena de vida eliminó las condiciones originales que la hicieron posible. La aparición por evolución de los primeros eucarióticos unicelulares y pluricelulares, se sitúan alrededor de hace unos 2.000 millones de años.

El origen de los homínidos
Del orden de los Primates, superfamilia de los Hominoides, se desprenden las familias de los póngidos y homínidos. De los homínidos, el Homo sapiens (seres humanos) constituye la única especie.
El origen y proceso de evolución de la especie humana o de hominización, se define como el desarrollo simultáneo del cerebro, locomoción bípeda y capacidad tecnológica.
Darwin teorizó con que la humanidad descendía de un antiguo miembro del subgrupo antropoide (no de los actuales monos como se le atribuye), siendo el filósofo Kant el que apuntó a la descendencia de los primates. La antropología actual ha podido confirmar mediante numerosos fósiles encontrados, que el antecesor de la humanidad ha vivido en África. De todas formas, los antropólogos moleculares han confirmado que los humanos no proceden de los simios, sino que derivan de un antepasado común por descubrir, cuya separación del tronco común (con gorilas y chimpancés) pudo suceder entre 7 y 3 millones de años (paleontológicamente es un tiempo muy corto).
Actualmente existen cinco géneros de antropoides (tres asiáticos y dos africanos) que forman la familia de los simios (póngidos). En Asia son los gibones (comprenden varias especies del género Hylobates), el siamán (Simphalangus syndactylus) y el orangután (Pongo pygmaeus); en África son el chimpancé (Pan troglodytes y P. paniscus) y el gorila (Gorilla gorilla).
En cuanto a los homínidos, hagamos un repaso mas conciso de la historia evolutiva:
Hace 30 millones de años existió un primate antepasado común y más antiguo conocido durante el Oligoceno, el Aegyptopithecus, del que partieron dos linajes: de un lado los gibones, y del otro los restantes póngidos y homínidos.
Entre 25 y 15 millones de años (según que autores hasta 8), en el Mioceno medio, en Europa, Asia y África habitaron diversas especies de monos superiores (subfamilia Driopitecinos), que fueron posibles antecesores de los póngidos y homínidos. Al primer fósil de un gran antropoide encontrado en Francia (Dryopithecus) se le supone 13 millones de años de antigüedad. En Palestina, por su parte, fue encontrado el Sivapithecus, probablemente relacionado con el antecesor del orangután
Entre 14 y 8 millones de años, en el Mioceno superior y Plioceno inferior, habitaban el género Ramapithecus (R. brevirostris) en la India, Pakistán y China; otra forma similar, el Keniapithecus (K. africanus) en África. Con respecto a este periodo surgen diferentes consideraciones antropológicas; así, mientras algunos autores sostienen que el Ramapithecus es un homínido, y por tanto que la separación de esta familia del tronco común con la de los póngidos, se realizó entre los 20 y 15 millones de años, la mayoría de antropólogos lo consideran un mono antepasado del orangután.
El nexo común de los simios y humanos del que no se tienen dudas, es el de los hombres mono del sur (género Australopithecus), cuya familia australopitecinos ya está extinguida; vivieron en el centro y sur de África hasta hace un millón de años, y probablemente incluso menos. Varias especies han sido reconocidas, una de ellas el Australopithecus robustus poco parecido a los actuales humanos, de aspecto simiesco, grandes dientes, mandíbulas y hocico, y una altura de 1,5 metros. Otra especie de menor tamaño y fragilidad es el Australopithecus africanus, que medía un metro de altura aproximadamente, y que posiblemente es el antepasado más directo de la especie humana; vivió entre los 3 y 2 millones de años y caminaba erguido, según se desprende de la forma de la pelvis y los huesos de las piernas. Se especula entre varios autores la existencia de una tercera especie (Australopithecus afarensis), que serían más antiguos, con rasgos más arcaicos que todos los descritos y próximos al chimpancé.
El Pithecanthropus erectus (también llamado hombre de Java) y hoy clasificado como Homo erectus, es otro eslabón de la filogenia humana. Los pitecántropos eran bípedos y caminaban erguidos.

Se encontraron restos de esta especie en Europa, África y Asia. Otra forma más avanzada habitó China hace 800.000 a 500.000 años, el H. erectus pekinensis (hombre de Pekín) cuyo cerebro ya alcanzaba los 1.000 cm3, límite inmediato inferior al de la actuales humanos. Se estima que esta subespecie no sólo fabricaba útiles de piedra, sino que pudo haber sido el primero en utilizar el fuego. En Atapuerca (Burgos-España) se han descubierto individuos de Homo erectus en yacimientos del Paleolítico medio. Se ha datado que el paso del Homo erectus al Homo sapiens se ha producido en Europa durante el último periodo interglacial. La secuencia se constituye así: Australopithecus africanus, Homo habilis, Homo erectus, Homo sapiens.
El primer Homo sapiens fue el hombre de Neanderthal (Homo sapiens neanderthalensis), que habitó entre hace 150.000 y 35.000 años en Europa, África, Oriente Medio y Lejano Oriente, durante el último periodo glacial. Tenía un parecido menor a los actuales humanos que los presapiens, a pesar de que el cerebro era volumétricamente moderno (1450 a 1650 cm3).
Aparentemente fue sustituido bruscamente en Europa hace unos 40.000-35.000 años, por otras razas de la actual subespecie Homo sapiens sapiens, entre los que destaca el hombre de Cromagnon y Chancelade. Probablemente estas subespecies ocuparan las mismas zonas al tiempo; si el hombre moderno invadió los territorios neanderthales y no lo aniquiló, sino que se cruzaron las poblaciones, es posible que en nuestra historia genética exista un origen Neandertal

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