5. Teoría de fuente hidrotermal
La teoría de los respiradores o de
ventilación de aguas profundas, comúnmente se conoce como la teoría de fuente hidrotermal y sugiere que la vida podría haber comenzado
a partir de aberturas submarinas o respiradores hidrotermales debajo del mar,
desprendiendo moléculas ricas en hidrógeno que fueron clave para el surgimiento
de la vida en la Tierra. Los calientes rincones rocosos de este
tipo de formaciones habrían de tener grandes concentraciones de este tipo de
moléculas y proporcionar los catalizadores minerales necesarios para las
reacciones críticas. De hecho, en la actualidad, este tipo de formaciones
submarinas, ricas en energía química y térmica, mantienen con a ecosistemas completos bajo agua.
4. Teoría glacial
La teoría glacial sugiere que hace unos 3700 millones de
años atrás, la Tierra entera estaba cubierta de hielo, ya que la superficie de
los océanos se había congelado a consecuencia de la luminosidad del Sol,
prácticamente un tercio menor de lo que es ahora. Esa amplia capa de hielo,
seguramente de varios cientos de metros de espesor, sirvió para proteger a los
más frágiles compuestos orgánicos de la luz ultravioleta, así como también de
cualquier otra amenaza exterior. Ese resguardo, oscuro y frío, también habría
ayudado a que las moléculas resistieran más y tuvieran más posibilidades de
desarrollar reacciones eficaces importantes para la aparición
de la vida.
3. Hipótesis del mundo de ARN
Sabemos que el ADN necesita de
proteínas para formarse y del mismo modo, para que las proteínas se formen se
necesita ADN, entonces, ¿cómo se formó una por primera vez sin la otra? Por un
lado se menciona que puede que el ARN sea capaz de almacenar información de la
misma forma en la que lo hace el ADN, además de funcionar como enzima para las
proteínas. Por ende, el ARN sería capaz de ayudar en la creación tanto de ADN
como de proteínas y entonces, como indica la hipótesis del mundo de ARN,
ser responsable del surgimiento de la vida
terrestre. Con el tiempo, el ADN y las proteínas dejaron de
necesitar del ARN, volviéndose más eficientes. Sin embargo, aún hoy, el ARN
continúa siendo de grandísima importancia para muchos organismos. Ahora bien,
seguimos con una gran pregunta: ¿de dónde salió el ARN?
2. Teoría de los principios simples
En contraposición a la hipótesis del
mundo de ARN que acabamos de ver, la teoría señala
que la vida en la Tierra comenzó a desarrollarse de formas simples y no tan
complejas como las del ARN. Así, la vida habría surgido a partir de moléculas
mucho más pequeñas que interactuaban entre ellas mediante ciclos de reacción.
Según la teoría, estas moléculas habrían de encontrarse en pequeñas y simples
cápsulas semejantes a membranas celulares que con el paso del tiempo fueron
volviéndose cada vez más complejas.
1. Teoría de la panspermia
La teoría de la panspermia es una de las más interesantes acerca
del origen de la vida en nuestro
planeta. De hecho, esta teoría propone quela vida no se originó en
la Tierra,
sino en cualquier otra parte del vasto universo. Está más que probado que las
bacterias son capaces de sobrevivir en el espacio exterior, en condiciones
sorprendentes y durante largos períodos de tiempo, la teoría de la panspermia
supone que de esta manera, rocas, cometas, asteroides o cualquier otro tipo de
residuo que haya llegado a la Tierra, millones de millones de años atrás, trajo
la vida a nuestro planeta.
Se sabe que desde Marte, enormes fragmentos de roca llegaron a la Tierra en
varias oportunidades y los científicos han sugerido que desde allí podrían
haber llegado varias formas de vida. De todas maneras, nuevamente nos
enfrentamos a la cuestión, sólo que desde otra manera, de cierto modo se está
transfiriendo nuestra interrogante a otro lugar.
Teorías
del origen de la vida en el planeta y teorías del origen del universo
·
Teorías del origen de la vida en el planeta lo largo de la existencia de la
humanidad han surgido infinidad de preguntas, pero en este espacio nos
concentraremos únicamente en tratar de dar respuesta a una de ellas, ¿cómo se
originó la vida en el planeta Tierra? Tal vez nombres como Aristóteles, Harvey,
Bacon, Descartes, Aquino, vanHelmont, Redi, Needham, Spallanzani, Pasteur,
Darwin, Oparin, Halden, Miller,Urey, etcétera, te son conocidos, pues todos
estos personajes han tratado de encontrar la respuesta a dicha pregunta. Varias
teorías han sido formuladas para explicar el origen de la vida y entre las más
conocidas se pueden mencionar las siguientes: Teoría del Creacionismo: Desde
tiempos remotos los hombres han explicado la existencia del mundo y de la vida
en él, a través de la intervención de una o varias deidades que pudieron
originar todo lo que existe. Con este razonamiento muchos pueblos han dado
respuesta a sus dudas originándose a su vez las religiones. Sin embargo dicho
razonamiento, aunque respetable, no concuerda con las evidencias que nos aporta
la ciencia. Teoría de la Generación espontánea: En la antigüedad se sostenía
que la vida podía surgir del lodo, del agua o de las combinaciones de los
cuatro elementos fundamentales: aire, fuego, agua, y tierra. Aristóteles
propuso que el origen espontáneo para gusanos, insectos y peces era a partir de
sustancias como el rocío, el sudor y la humedad. Según él, este proceso era el
resultado de la interacción de la materia no viva con fuerzas (ENTELEQUIA)
capaces de dar vida a lo que no tenía. En 1667, Johann B. van Helmont, médico
holandés, propuso una receta que permitía la generación espontánea de ratones,
en su libro Ortus Medicine, dice:"...las criaturas tales como los piojos,
garrapatas, pulgas y gusanos son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen de
nuestras entrañas y excrementos. Porque si colocamos ropa interior llena de
sudor junto con trigo en un recipiente de boca ancha, al cabo de 21 días el
olor cambia y penetra a través de las cáscaras del trigo, transformando el
trigo en ratones; pero lo más notable es que estos ratones son de ambos sexos y
se pueden cruzar con ratones que hayan surgido de manera normal..."Algunos
científicos no estaban conformes con dichas explicaciones y comenzaron a
someter a la experimentación todas esas teorías. Francisco Redi, médico
italiano, hizo los primeros experimentos para demostrar la falsedad de la
generación espontánea. Logró demostrar que los gusanos que infestaban la carne eran larvas que provenían de los huevos depositados por las
moscas en la carne. Colocó trozos de carne en tres recipientes iguales, al primero
lo cerró herméticamente, el segundo lo cubrió con una gasa y el tercero lo dejó
descubierto. Unos días después observó que en el frasco tapado no había gusanos
aunque la carne estaba podrida y con mal olor, en el segundo pudo observar que
sobre la tela estaban los huevos de las moscas y la carne del tercer frasco
tenía gran cantidad de larvas y moscas. Con dicho experimento se empezó a
demostrar la falsedad de la teoría conocida como "generación
espontánea". Experimento de Redi. A finales del siglo XVII, Anton van
Leeuwenhoek, comerciante y científico holandés, gracias a su perfeccionamiento
del microscopio óptico, encontró en las gotas de agua sucia gran cantidad de
microorganismos que parecían surgir súbitamente con gran facilidad. Éste
descubrimiento fortaleció los ánimos de los seguidores de la "generación
espontánea". A pesar de los experimentos de Redi, la teoría de la
generación espontánea no había sido descartada del todo, pues las
investigaciones de este científico demostraban el origen de las moscas, pero no
el de otros organismos. Teoría de Spallanzani y Needham: En 1745, John T.
Needham, religioso jesuita y naturalista inglés, sostenía que había una “fuerza
vital” que originaba la vida. El experimento que realizó fue el de hervir caldo
de res en una botella, luego la tapaba con un corcho, la dejaba reposar varios
días y al observar al microscopio una pequeña muestra de la sustancia,
encontraba organismos vivos. Afirmaba que el calor utilizado para hervir el
caldo era suficiente para matar a cualquier organismo y la presencia de seres
vivos era originada por la fuerza vital. Sin embargo, Lázaro Spallanzani
realizó el mismo experimento de Needham, pero selló totalmente la botella, la
hirvió, la dejó reposar varios días y cuando realizó las observaciones no
encontró organismos vivos. Esto lo llevó a concluir que los organismos encontrados
por Needham procedían del aire que penetraba a través del corcho. Teoría de
Pauster:
·
En 1862, Louis Pauster, médico francés, realizó una serie de experimentos para
resolver el problema de la generación espontánea. Pensaba que los causantes de
la putrefacción de la materia orgánica eran los microorganismos que se encontraban
en el aire. Para demostrar su teoría, diseñó unos matraces con cuello en forma
de “S” o de cisne, en ellos colocó caldos nutritivos que después hirvió hasta
esterilizarlos. Posteriormente observó que en el cuello de los matraces
quedaban detenidos los microorganismos que flotan en el ambiente, por lo que el
aire que entraba en contacto con la sustancia nutritiva no la contaminaba. Para
verificar sus observaciones rompió el cuello de un matraz y al entrar el aire
en contacto con el caldo, los microorganismos produjeron la descomposición de
la sustancia nutritiva. De esta manera quedó comprobada la falsedad de la
teoría de la generación espontánea Experimento de Pasteur. Teoría de la
Panspermia: En 1908, Svante Arrhenius, químico sueco, presentó su teoría a la
que se conoce con el nombre de panspermia. En ella asegura que la vida llegó a
la Tierra en forma de esporas y bacterias provenientes del espacio exterior,
las cuales se desprendieron de un planeta en las que ya existían. A esta teoría
se oponen dos argumentos: 1.- Las condiciones del medio interestelar son poco
favorables para la supervivencia de cualquier forma de vida. Además, cuando un
meteorito entra en la atmósfera, se produce una fricción que causa calor y
combustión destruyendo cualquier espora o bacteria que viaje en ellos. 2. No
explica cómo se formó la vida en el planeta hipotético del cual se habría
desprendido la espora o bacteria. Teoría de Oparin – Haldane: Con el transcurso
de los años y tras haber sido rechazada la teoría de la generación espontánea,
se propuso una nueva teoría que hasta nuestros días es aceptada por la ciencia.
Esta teoría fue desarrollada como ya se señaló al inicio de este texto por el
bioquímico Alexander I. Oparin en 1924 y por el biólogo inglés John B. S.
Haldane en 1928; ambos de manera independiente llegaron a las mismas
conclusiones.
· A esta teoría se le conoce como teoría del origen físico-químico de la vida o teoría
de Oparin–Haldane, y se basa principalmente en las condiciones físicas y
químicas que existían en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de
la vida. En los apartados anteriores dedicados al Universo y la Tierra, se dio
una breve descripción del origen del cosmos y de la formación de nuestro
planeta. Ahora lo que nos atañe es el origen de la vida, y enseguida se dará la
explicación a dicho tema en particular. ¿Cómo era el planeta Tierra tras su
formación? Hace 4600 millones de años aproximadamente las condiciones en la
Tierra eran las siguientes: La temperatura era muy elevada debido a la
radioactividad proveniente del espacio exterior, al impacto de meteoritos y
porque el planeta todavía se encontraba en formación. La atmósfera estaba
saturada de hidrógeno libre, dióxido de carbono, monóxido de carbono y vapor de
agua entre otros compuestos, pero no era lo suficientemente gruesa y densa para
evitar el constante choque de meteoritos. En la corteza terrestre existía gran actividad
volcánica caracterizada por derramamientos de lava que propiciaban variaciones
de presión y temperatura que, en conjunto con las tormentas eléctricas,
generaban una permanente fuente de energía. Tierra Primitiva. ¿Cómo se conformó
la materia? Todo lo que nos rodea, incluyéndonos, está constituido por átomos,
la palabra átomo significa “indivisible” y está constituido por un núcleo de
partículas llamadas protones y neutrones, y otras que giran alrededor de éste
llamadas electrones.
· Un elemento es un átomo con ciertas características que varían de acuerdo al número
de protones, neutrones y electrones. En 1869 Dmitri Ivanovich Mendeléiev,
químico ruso, desarrolló una tabla de elementos a los que acomodó por su peso atómico y de acuerdo al
lugar ocupado en la tabla determinó sus propiedades físicas y químicas, algunos
elementos son el hidrógeno, el carbono, el oxígeno, etcétera. Una molécula
resulta de la unión de dos o más elementos diferentes y un compuesto se forma
de la unión de dos o más moléculas diferentes. En la naturaleza existen 92
elementos de los cuales sólo 16 conforman a los seres vivos y/o son necesarios
para realizar las funciones vitales más importantes. A esos elementos se les
conoce como bioelementos. En la tabla que se presenta abajo y con la que se
forma la palabra CHONPS, encontramos los elementos que son necesarios para la
formación de las moléculas esenciales para la vida como las proteínas,
carbohidratos, ácidos nucleicos, etc., y en las dos tablas siguientes se
encuentran los elementos que en pequeñas cantidades ayudan al buen funcionamiento
de los sistemas en los seres vivos. Carbono C Magnesio Mg Yodo I Hidrógeno H
Calcio Ca Boro B Oxígeno O Sodio Na Silicio Si Nitrógeno N Potasio K Vanadio V Fósforo P Cloro Cl Cromo Cr Azufre S Hierro Fe
Cobalto Co Manganeso Mn Selenio Se Cobre Cu Molibdeno Mo Zinc Zn Flúor FLa vida
¿producto de moléculas inorgánicas? Hace 4000 millones de años al bajar la
temperatura del planeta, el vapor de agua se condensó precipitándose en forma
de lluvias torrenciales, mismas que al acumularse dieron origen al océano,
simultáneamente las sustancias encontradas en la atmósfera fueron arrastradas
hacia este mar primigenio. Las constantes descargas eléctricas y el medio
acuoso fueron la fuente energética para que los elementos encontrados en el
océano se combinaran por medio de reacciones físicas y químicas,
desarrollándose diferentes moléculas inorgánicas que posteriormente fueron la
base para la formación de moléculas más complejas, estás últimas esenciales
para la vida como son los carbohidratos, las proteínas, las grasas y los ácidos
nucleicos como el ARN y ADN, siendo éstos los que contienen la información
genética de los seres vivos y los únicos que pueden transferirla de una
generación a la siguiente. Ribosa (Carbohidrato. ¿Cómo se formaron los primeros
sistemas vivos? Con el paso del tiempo, en el océano primitivo la acumulación y
combinación de las moléculas antes mencionadas, formaron sistemas con límites
definidos que en su interior contenían las sustancias que absorbían del medio
exterior. Oparin denominó a esos sistemas como protobiontes, los que pudo
reproducir en el curso de sus experimentos y observó unas gotitas ricas en
moléculas orgánicas y separadas del medio acuoso por una membrana rudimentaria, demostrando así la formación de membranas lipidias (formadas de grasa) en ausencia
de vida. Además del nombre que les dio Oparin a estas estructuras, también se
les conoce como coacervados, que en términos generales es un agregado de
moléculas unidas por fuerzas electrostáticas. Se puede decir que ese sistema es
similar a un ser vivo, ya que ambos desprenden materia y energía continuamente.
Formación de un coacervado. Siguiendo con ese enfoque, las sales y el agua son
materiales predominantes en los océanos, siendo también los componentes básicos
de los seres vivos. El agua forma parte de los organismos en un 70% a 95 % y en
un sentido biológico constituye la sustancia mediante la cual se pueden
combinar prácticamente todos los elementos. Posteriormente, estos sistemas
adquirieron la capacidad de reproducirse, crecer y repararse, actualmente a
estos seres se les conoce como los primeros organismos unicelulares. Sin
embargo, el abastecimiento limitado de las sustancias nutritivas, suscitó una
competencia entre estos seres primitivos para alimentarse, originándose una
selección natural entre los que producían su propio alimento y los que lo
conseguían alimentándose de otros. Conforme la Tierra adquiría una estructura
estable, los sistemas orgánicos siguieron evolucionando. En ese trayecto surgió
un proceso al que debemos las condiciones actuales del planeta, dicho proceso
es la fotosíntesis y ha sido esencial para el desarrollo de la mayor parte de
la vida que predomina desde hace unos 700 millones de años. A los organismos
que presentaban este sistema se les dio el nombre de organismos fotosintéticos.
Mediante este proceso las sustancias orgánicas se sintetizan a partir de
bióxido de carbono y agua, utilizando energía luminosa absorbida por
estructuras llamadas cloroplastos, dando como un producto de desecho el
oxígeno.
·
Con la proliferación de estos organismos, se requirieron sólo 3000 años aproximadamente
para reemplazar totalmente la atmósfera primitiva en una con abundante oxígeno.
Sin embargo, actualmente siguen existiendo seres que no utilizan el oxígeno
como fuente de energía para sobrevivir y se les denomina anaerobios, mientras
los que si lo requieren para sobrevivir reciben el nombre de aerobios. A los
primeros seres unicelulares, se les compara con las actuales bacterias y los
virus. Los últimos están en discusión por no ser considerados seres vivos por
los científicos, ya que requieren de una célula huésped para poder multiplicarse,
debido a que no contienen las proteínas necesarias para replicar su ácido
nucleico (ARN o ADN).¿Cómo surgen los organismos pluricelulares? Con las
modificaciones que sufría la Tierra, los organismos celulares fueron evolucionando,
proceso gradual que configuró un sistema que contenía células que desempeñaban
una función específica como reproducción, digestión, respiración y excreción,
dando origen a los organismos pluricelulares, que abarcan desde los
microscópicos como el zooplancton hasta los macroscópicos como la ballena azul.
A lo largo del tiempo los organismos fueron evolucionando, de esto se tienen pruebas
gracias a los fósiles que nos muestran a los ancestros de los actuales
·
seres vivos. Según los estudios, los primeros organismos pluricelulares aparecen
hace 500 millones de años, estos eran organismos invertebrados que no poseían
un esqueleto óseo, posteriormente algunos se separaron del grupo y adaptaron un
esqueleto más rígido hasta estar osificado y se les denomina vertebrados; en
cuanto a las plantas, tuvieron también su evolución, la cual fue paralela a la
de los animales. Los anfibios por su parte, se originaron hace 300millones de
años y han continuado hasta nuestros días con algunas variaciones en relación a
sus ancestros, los mamíferos aparecieron hace un poco más de75 millones de años
y las aves surgieron hace 30 millones de años, finalmente el hombre empezó a
evolucionar hasta su forma actual hace cerca de 20 a 50millones de años. Teoría
comprobada por Miller y Urey Aunque en la actualidad no se sabe con exactitud
cuál fue el origen de la vida,no se descartan los indicios que pudieron
desarrollarla en este planeta, el ejemplo más aceptado hasta el momento es el
análisis de la teoría de Oparin-Haldane que fue comprobada por los experimentos
de Miller y Urey en 1953,dichos experimentos confirmaron que cierto número de
aminoácidos biológicamente importantes, se pueden sintetizar con descargas
eléctricas a través de una mezcla gaseosa formada por amoníaco, hidrógeno,
vapor de agua y una sustancia orgánica simple, el metano. Las reacciones
químicas necesarias para producir sustancias orgánicas complejas son facilitadas
por ciertas condiciones, tales como altas temperaturas y presiones, descargas eléctricas
y radiación ultravioleta. Experimento de Miller y Urey.
·
Con ello se deduce que la secuencia de reacciones químicas que ocurren en un
organismo, son el legado de un metabolismo heredado de las primeras formas de
vida a las actuales. Se sabe que los cuatro grupos principales que constituyen
el protoplasma de una célula son: carbohidratos, grasas, proteínas y ácidos
nucleicos, y que de estos cuatro, los carbohidratos y las grasas son fuentes
energéticas muy importantes, mientras que las proteínas y los ácidos nucleicos
se consideran como los pilares de la materia viva. Los ácidos nucleicos,
principalmente el ácido ribonucleico (ARN) es considerado como precursor en los
organismos celulares, según la nueva teoría de “El mundo del ARN”. Ese ácido
nucleico con el tiempo se pudo especializar en una molécula más compleja de
doble cadena denominada ácido desoxirribonucleico (ADN), que contiene la
información genética de un individuo y que con ayuda del ARN puede replicarse.
Molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN).
·
Teorías sobre el origen del universo Teoría del BIG BANG: supone que, hace
entre 12.000 y 15.000 millones de años, toda la materia del Universo estaba
concentrada en una zona extraordinariamente pequeña del espacio, y explotó. La
materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones. Los choques y un
cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en
algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las
primeras galaxias. Desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento
y evolución. Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es
matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no
tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado
"singularidad". Teoría inflacionaria: Alan Guth intenta explicar los
primeros instantes del Universo. Se basa en estudios sobre campos gravitatorios
fortísimos, como los que hay cerca de un agujero negro.Supone que una fuerza
única se dividió en las cuatro que ahora conocemos, produciendo el origen al
Universo. El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue
tan violenta que, a pesar de que la atracción de la gravedad frena las
galaxias, el Universo todavía crece. No se puede imaginar el Big Bang como la
explosión de un punto de materia en el vacío, porque en este punto se
concentraban toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo. No había ni
"fuera" ni "antes". El espacio y el tiempo también se
expanden con el Universo. La Teoría del Estado Estacionario: Muchos consideran
que el universo es una entidad que no tiene principio ni fin. No tiene
principio porque no comenzó con una gran explosión ni se colapsará, en un
futuro lejano, para volver a nacer. La teoría que se opone a la tesis de un
universo evolucionario es conocida como "teoría del estado
estacionario" o "de creación continua" y nace a principios del
siglo XX. El impulsor de esta idea fue el astrónomo inglés Edward Milne y según
ella, los datos recabados por la observación de un objeto ubicado a millones de
años luz, deben ser idénticos a los obtenidos en la observación de la Vía
láctea desde la misma distancia. Milne llamó a su tesis "principio cosmológico”.
En 1948 los astrónomos Herman Bondi, Thomas Gold y Fred Hoyle retomaroneste
pensamiento y le añadieron nuevos conceptos. Nace así el "principio cosmológico
perfecto" como alternativa para quienes rechazaban de plano la teoría del
Big Bang. Dicho principio establece, en primer lugar, que el universo no tiene
un génesis ni un final, ya que la materia interestelar siempre ha existido. En
segundo término, sostiene que el aspecto general del universo, no sólo es
idéntico en el espacio, sino también en el tiempo. La Teoría del Universo
Pulsante: Nuestro universo sería el último de muchos surgidos en el pasado,
luego de sucesivas explosiones y contracciones (pulsaciones).El momento en que
el universo se desploma sobre sí mismo atraído por su propia gravedad es
conocido como "Big Crunch" en el ambiente científico. El Big Crunch
marcaría el fin de nuestro universo y el nacimiento de otro nuevo, tras el
subsiguiente Big Bang que lo forme.
