Teorías modernas del origen de la vida

En primer lugar, se puede aceptar que aunque no existe un consenso con relación a cómo definir el término vida, sí existe un acuerdo general sobre tres aspectos centrales: las características indispensables que debe poseer todo ser o sistema viviente, los estadios que debió seguir el desarrollo de la vida, y los requerimientos necesarios para que ésta pudiera surgir. Comenzando por el último punto, generalmente se acepta que existen dos requisitos primordiales para el desarrollo de la vida tal como la conocemos: la existencia de agua líquida y de polímeros orgánicos, como lo son los ácidos nucleicos y las proteínas. El agua líquida por sus propiedades únicas es un medio ideal para que tengan lugar las reacciones químicas, y los polímeros son necesarios para llevar a cabo las funciones biológicas centrales de replicación y catálisis [Bada 2004, pp.1]. Sobre el segundo punto, el origen y desarrollo de la vida se puede dividir en varias etapas: la época previa a la vida o

prebiótica16, la transición a una química primitiva de la vida (el mundo del pre-ARN), la evolución de una química elemental de la vida del mundo del pre-ARN a las moléculas auto-replicadoras del ARN (el mundo del ARN)17, y la evolución del mundo del ARN al mundo moderno de la bioquímica del DNA y las proteínas, las cuales fueron un ancestro común de la vida sobre la tierra [Bada 2004, pp.2]. Ahora, en referencia al primer punto y siguiendo a Rasmussen et al.,“un ensamble molecular localizado debe ser considerado como viviente si éste continuamente se regenera a sí mismo, se replica a sí mismo y es capaz de evolucionar” [Rasmussen et al. 2004, pp. 963]. Partiendo de este planteamiento, la pregunta obligada es: ¿qué serie de sucesos, en cada una de las etapas ya descritas, debieron acontecer para que se llevara a cabo una transición de la materia no viviente a la materia que es capaz de regenerarse, replicarse, y evolucionar? Como lo afirma Lahav et al., “no existe un paradigma vigente sobre el origen de la vida” [2001, pp.77]. Pero, aunque se acepte el hecho de que tal paradigma no existe se pueden identificar, principalmente, dos corrientes que tratan de explicar la transición de lo no viviente a lo viviente.

Por un lado se encuentra la corriente heterotrófica o de la sopa prebiótica y, por otro, la corriente autótrofa o de la teoría metabólica (Dyson, 1985; Kauffman, 1993, 1995; Baltscheffsky et al., 1997; McClendon, 1999; Wächtershäuser, 2000; Bartsev et al., 2001; Lahav et al., 2001; Bada y Lazcano, 2002; Berger, 2003; Bada, 2004). Bada resume la teoría de la sopa prebiótica y la teoría metabólica de la siguiente manera:

a) “La teoría de la sopa prebiótica: Los componentes orgánicos que se encontraban en los océanos primitivos derivaron de una variedad de fuentes posibles, experimentaron la polimerización produciendo un incremento de macromoléculas complejas, algunas de las cuales, por azar, fueron capaces de catalizar su propia auto- replicación. Estas entidades simples auto-replicadas evolucionaron en otras de mayor complejidad y eventualmente en organismos con una bioquímica moderna.

16 _{La determinación de las condiciones que existieron en la etapa prebiótica engloba una serie de discusiones}

sobre el origen de los océanos: el papel que jugaron los impactos de meteoros y cometas sobre la tierra, la formación de la atmósfera primitiva, el origen del material orgánico que resulta fundamental para el surgimiento de la vida, etc. Una revisión de estos temas se puede encontrar en: Bada, L.: “How Life Began on Earth: A Status Report”, Earth and Planetary Science Letters, 226, 2004, pp. 1-15; y en: McClendon, J. H.: “The Origin of Life”, Earth Science Reviews, 47, 1999, pp. 71-93.

17 _{Existe cierto acuerdo entre la comunidad científica sobre el supuesto acerca de que el primer mecanismo}

genético no apareció con la molécula del ADN. Diversas propuestas han surgido en el sentido de que tal mecanismo se pudo encontrar en el mundo del ARN, o previo a él. Un planteamiento de esta postura puede consultarse en: Joyce, G. F.: “The Antiquity of RNA-Based Evolution”, Nature, 418, 2002, pp. 214-221.

b) La teoría metabólica: Un tipo primitivo de vida metabólica, caracterizada por una serie de reacciones auto-sustentadas basadas sobre compuestos orgánicos monoméricos, hechos directamente a partir de constituyentes simples (CO2, CO),

surgió en la cercanía de sistemas hidrotermales ricos en minerales. De acuerdo a esta teoría, en un principio, la vida no tuvo ningún requerimiento de moléculas informacionales (ADN, ARN, PNA, t-ARN etc.) En tanto el sistema de reacciones auto-sustentadoras evolucionó en complejidad, las moléculas genéticas fueron de alguna manera incorporadas a fin de, para una vida basada en el metabolismo, desarrollar una bioquímica tal y como la conocemos”. [Bada 2004, pp.2].

Una diferencia sobresaliente entre ambas corrientes radica en la postura que ambas asumen con respecto al requerimiento de las moléculas informacionales. La corriente heterotrófica sostiene que no puede haber vida si no se tiene un sistema genético primitivo; por el contrario, la corriente metabólica asume que tal sistema no es necesario para el surgimiento de la vida. Por ello, la teoría de la sopa prebiótica se desarrolla en términos de una concepción de la vida tal como la conocemos, esto quiere decir, “una vida basada en la química y la información” [Bada 2004, pp.3]. La disputa entre la necesidad o no de moléculas informacionales tiene que ver con el rol primordial que juegan las enzimas en la etapa prebiótica. Los heterotrofistas sostienen que la síntesis de enzimas durante la etapa prebiótica no es plausible, en otras palabras, asumen la inexistencia de catalizadores orgánicos durante esta época. Los autotrofistas requieren de un completo arreglo de moléculas interactuantes a fin de establecer un conjunto catalítico y alcanzar, así, una transición de fase en la cual la vida “cristaliza”. Para ellos hay abundancia de dichos catalizadores [Lahav et al. 2001, pp.85]. Por otro lado, existen propuestas que tratan de ubicarse entre ambas corrientes, como es el caso de la teoría de la emergencia de los patrones de información y funcionalidad (ETIF: Emergence of Templated-Information and Functionality) de Lahav et al. (2001).

Este breve resumen no tiene la intención de dar a entender que el único punto a debatir en el problema de la vida es el del requerimiento de moléculas informacionales, pero sí nos orienta hacia el punto que Kauffman considera como fundamental. Ya se apuntó con anterioridad que existen muchas diferencias en torno al problema del origen de la vida. Por ejemplo, no existe un acuerdo sobre cuáles eran las condiciones ambientales propicias para el surgimiento de ésta, no se sabe con exactitud de dónde proviene el agua de los océanos, cuál debió ser su temperatura ideal para que se llevaran a cabo las reacciones químicas,

cómo se formó la atmósfera y cuál era su composición, de dónde provino el material orgánico, cuál fue el primer mecanismo genético, cuál es el último ancestro común universal [McClendon 1999, pp. 71-93]. A parir de estas limitaciones, se puede apreciar que la reconstrucción histórica del origen de la vida es un problema del cual no se sabe si habrá una respuesta última y definitiva, pero muchos se muestran optimistas y están de acuerdo en afirmar que esto no representa impedimento alguno para que, en un futuro no muy lejano, pueda producirse en el laboratorio algún tipo de célula artificial, aunque dicha célula, cabe apuntar, no sea representativa de las entidades que aparecieron por primera vez sobre la tierra [Kauffman, 1995; Rasmussen et al., 2004; Bada, 2004].