Transcripcin del Artculo En el principio John Horgan, Investigacin y Ciencia.Vol.75:pginas8090(1991).ENELPRINCIPIO...JohnHorgan

Haypuntosdevistamuydispares sobrecundo,dndey,sobretodo, cmoempezlavidasobrelaTierra.

H

aceahora(1991)treintayochoaosqueelmayormisterioalquesehan enfrentadojamsloscientficoselorigendelavidaparecahaber quedadoresueltoconunnicoysencilloexperimento.StanleyMiller,un

joven de 23 aos que preparaba su doctorado en la Universidad de Chicago en 1953,recrelatierraprimitivaenunpequeoalambiquesellado.Lollencon unos litros de metano, amonio e hidrgeno(la atmsfera) y un poco de agua(los ocanos). Con un dispositivo de descarga simul una tormenta elctrica, de rayosquefulminabanlosgasesconunaresistenciahizoborbotearelagua.

Alospocosdas,elaguayelcristalaparecanteidosdeunasustancia rojiza. Tras analizarla comprob, con regocijo, que la sustancia era rica en aminocidos, los compuestos orgnicos que se enlazaban para formar las protenas,labasematerialdelavida.LosresultadosdeMiller,publicadosen un modesto artculo de dos pginas en la revista Science, parecan apoyar la idea de que la vida podra haber surgido a partir de una sencillas reacciones qumicasenlasopaprimordial.

Los entendidos no tardaron en pronosticar que los cientficos, igual que el Dr. Frankesnstein de Mary Shelley, pronto crearan organismos vivos en sus laboratorios, y se podra desentraar el origen de la vida con todo lujo de detalle. La realidad ha sido otra. El problema del origen de la vida ha resultado ms complicado de lo que yo y muchos suponamos reconoce el propio Miller,queenseaahoraqumicaenlaUniversidaddeSanDiego. Versin cientficadelgnesis: Arranca con lacondensacin del sistemasolar, a partir de una nube de polvo y gas, hace unos 4.500 millones de aos(a, b). Los compuestos qumicos orgnicos podran haber sido aportados por los impactos(c) o bien sintetizados en la atmsfera(d), masas de agua(e) o surgencias hidrotermales submarinas(f). Esos compuestos qumicos se combinaron y formaron sustancias orgnicas ms complejas, como protenas y cidos nucleicos(g). Los impactos y un sofocante efecto invernadero, causado por el dixido de carbono emitido por los volcanes, podran haber inutilizado la superficieterrestrehastahaceunos3.800millonesdeaos,300millones,poco ms, poco menos, surgieron unos microbios fotosintticos, parecidos a las cianobacterias, o algas verde azules(h). Estos primitivos organismos se concentrabanavecesendensasformaciones,oestromatolitos,enlasorillasde maressomero(i).

StanleyL.Milleranteunarplicadelaparatoqueutilizensuexperimentode 1953, realizado en la Universidad de Chicago, con el que demostr cmo se pudieronformarlosaminocidos

Cabe decir, sin embargo, que algunos progresos se han producido desde 1953. Ese mismo ao, por ejemplo, James D. Watson y Francis H. C. Crick descifraron la estructura del ADN (cido desoxirribonucleico), la hlice bicatenaria que contiene la informacin que las clulas necesitan para construiryorganizarlasprotenas.

En las dcadas siguientes, experimentos similares a los de Miller demostraronlasposiblesvasdesntesisdeloscomponentesprimariosdelADN (losnucletidos)ydelasprotenas(aminocidos),encondicionesprebiticas. Estos compuestos orgnicos podran haberse acumulado en determinadas masas de agua:pequeascharcastempladas,comopropusieraCharlesDarwin,enremansos demareaoenmaressomeros.

Nuevos experimentos, realizados a principios de los ochenta, ayudaron a completarelpanorama.Revelabanqueelcidoribonuclico,oARN,unamolcula monocateriana que acta de intermediario del ADN en la fabricacin de las protenas, poda autocopiarse sin el concurso de enzimas. Para algunos, los primeros organismos contenan ARN: habra existido un mundo ARN precoz, que sirvi de puente entre la qumica sencilla y los prototipos de clulas complejas, basadas en el ADN, como las que poseen los organismos modernos. De acuerdo con el registro fsil, tales clulas surgieron a lo largo de los primerosmilmillonesdeaostranscurridosdesdelaformacindelaTierra:y estoltimoocurrihacecuatromilquinientosmillonesdeaos.

Apesardequeesemarcotericofigurayaenloslibrosdetexto,hasido seriamentecuestionado.Losexperimentosrealizadosparacomprobarlahiptesis delmundoARNhandemostradoladificultaddesintetizaresecidonucleicoen lascondicionesqueprobablementeprevalecieronduranteelorigendelavida,y quelasmolculasnopuedenautocopiarsecontantafacilidad.

Para complicar las cosas, los descubrimientos recientes que la vida surgieron en un ambiente bastante menos favorable que el del alambique de Miller.Laatmsferaprimordialpudonocontenermetanoniamonio,comoMiller supona, y, por tanto, no habra sido tan favorable para la sntesis de compuestos orgnicos, segn se desprenda de su experimento. Adems, los estudios de los crteres lunares indican que la Tierra estuvo sometida a un bombardeo incesante por enormes cometas y meteoritos. Da la impresin que la vidanoseoriginenunacharcatempladaytranquila,sinoenelcentrodeuna fuerte tempestad, asegura Christopher P. McKay, del Centro de Ames de investigacionesdelaNASAenCalifornia.

A medida que el viejo paradigma se tambaleaba, surgan nueva teoras, algunas nuevas y otras remozadas. La presencia de compuestos orgnicos en meteoritos y cometas, han llevado a especular que las materias primas necesarias para la vida aterrizaron procedentes del espacio exterior. Las versionesmsextremasdeestalneaadmitenque,delespacio,nosolollegaron loscompuestosorgnicosinanimados,sinotambinorganismoshechosyderechos. Algunos investigadores, a la vez que mantienen que la vida se produjo en la Tierra, piensan, sin embargo, que para entender mejor dicho evento seran necesario otros descubrimientos por ejemplo, encontrar vida en alguna otra parte,quizsenMarteoinclusoenunsistemasolardistinto.

Otrosmantienenquelavidanocomenzenelespacio,oenelagua,cerca de la superficie, sino en surgencias termales del suelo ocenico. Para los defensoresdeestateora,esoshumerostermalespodranhaberproporcionadola proteccin y el flujo constante de energa y nutrientes necesarios para producir la vida animada. Quiz la ltima teora, y la ms prometedora a los ojos de algunos veteranos investigadores del origen de la vida, sea la que proponeunabogadoalemn,cuyadistraccinconsisteprecisamenteenidearcmo pudosuceder.Explicaquelavidacomenzcomounaespeciedepelculachiclosa sobrelasuperficiedelapirita.

Ninguna de esas propuestas tiene apoyo suficiente para convertirse en un nuevoparadigma.Perotampococabeexcluirninguna.Loquenodejademolestar a Miller, tan riguroso experimentalista cuan severo crtico. Algunas teoras, propone, no merecen tomarse en serio. La hiptesis del origen espacial de la materia orgnica la considera una prdida de tiempo la de las sugerencias termales,basuralateoradelapirita,qumicadesaln.Sequejadeque talestrabajosperpetanlamalareputacinquetieneelcampodelorigendela vida,siempreenellmitedelaciencia. Otros, sin dejar de reconocer la debilidad de todas las teoras, contemplanestemundillodeunamaneramsfavorable.Esrealmenteexcitante, comenta James P.Ferris,qumicodel InstitutoPolitcnicoRennselaer yeditor de la revista Origins of Life and Evolution of the Biosphere. Tenemos todo tipo de nuevos ingredientes en la olla. Antes y despus, aventura, surgir algunaexplicacinconvincenteparaelorigendelavida. Construirunboeing Algunos han argumentado que, con tiempo suficiente, se pueden dar hechos de apariencia incluso milagrosos. Por ejemplo, la manifestacin espontnea de

un organismo unicelular a partir de la unin aleatoria de ciertos compuestos qumicos. A esto, sin embargo Fred Holey, astrnomo britnico de temperamento iconoclasta, responde que tal cosa tiene la probabilidad de ensamblar un 747 porpartedeunhuracnqueatravesaseunachatarrera. La mayora de los investigadores estn de acuerdo con Holey en este punto(aunqueenpocoms).Casitodoscompartenqueelprocesoseacelertras una sucesin de acontecimientos, ninguno de los cuales es una locura improbable. Como muchas cosas en biologa, este enfoque se remonta a Darwin, quien ya imagin que la vida pudo comenzar cuando algunas sustancias estimuladas por el calor, luz o electricidad reaccionaron una con otras y generaroncompuestosorgnicosdecomplejidadcreciente(Darwintambinofreci una explicacin para nuestra incapacidad de observar en la actualidad, la aparicin de vida a partir de barro inanimado: cualquier organismo poco experimentado, escribi Darwin, sera ahora inmediatamente devorado o absorbidoporlosyaexistentes.)

LaversindelorigendelavidapropugnadaporMilleryotrostambinsepuede contemplaren trminosdarwinianos.Lavida comenz,dicenellos, cuando algn compuesto o tipo de compuestos desarrollaron la capacidad de autorreplicarse por fuerza, deban ocasionalmente producir errores heredables. Esos errores originabanavecesgeneraciones demolculasquese replicabanmseficazmente quesuspredecesoras.Voila!Laevolucin:yconella,lavida.

Durante cierto tiempo, despus de los experimentos de Miller, las protenas fueron lascandidatasmejor colocadas paraconstituirlas originales molculas autorreplicativas crease, en efecto, queposean capacidadde reproducirse y organizarse.Afinalesdelosaoscincuenta,SidneyFox,hoyenlaUniversidad de Illinois, realiz experimentos que consolidaban ese punto de vista. Calentandorepetidamenteaminocidosydisolvindolosluegoenagua,inducasu coagulacinendiminutasesferascompuestasdebrevescadenasprotenicas.

LaexplicacindeFoxfue,ysiguesiendo,queesosprotenoidesconstituyeron lasprimerasclulas.Perosustrabajoshanperdidoatractivoparamuchos.Para GeraldF.JoycedelInstitutodeInvestigacionesdelaClnicaScripps,unavez quesehanproducidolosprotenoides,ahseacabatodo.Nopuedenreproducirse o evolucionar. Otros investigadores, en particular Cyril A Ponnamperuma de la Universidad de Maryland han seguido el trabajo donde Fox lo dej, empendose en desarrollar protenas que puedan autoensamblarse y reproducirse sin el concursodeloscidosnuclicos.

Elhuevoolagallina?

Muchosinvestigadores atribuyen a los cidosnuclicosla primacatemporal en la autorreplicacin, desde el origen. Los trabajos de Watson y Crick y otros han demostradoquelasprotenassefabricansiguiendolasinstrucciones dadas por el ADN. Pero hay un problema. El ADN no puede desempear su trabajo, ni siquiera su propia replicacin, sin el concurso de protenas catalticas, o enzimas. En pocas palabras no se puede fabricar protenas sin el ADN, ni

tampoco el ADN sin protenas. Es el clsico problema del huevo o la gallina qufueprimero?ElADNolasprotenas?

Los experimentos realizados a principios de los ochenta por Thomas R. Cech de la Universidad de Colorado en Boulder y Sydney Altman de la Universidad de Yale,parecanofrecerunarespuesta:elARN Con anterioridad se haba especulado con la posibilidad de que este cido nuclico fuese la primera molcula autorreplicativa, pero nadie haba podido demostrar cmo podra hacerlo eficazmente, sin el concurso de enzimas. Cech y Altman descubrieron que ciertos tipos de ARN se comportaban como enzimas: se autofragmentabanendosysevolvanaunirposteriormente.

Eldescubrimiento,quemerecielpremioNobelparaCechyAltmanen1989,pas enseguidaserexplotadoporlosinvestigadoresdelorigendelavida.SielARN poda comportarse como una enzima, razonbase, podra tambin autorreplicarse sinlaayudadeprotenas.ElpropioARNharadegenydeenzima,dehuevoy degallina.

WalterGilbert,bilogodelaUniversidaddeHarvard,aculaexpresinmundo deARNen1986,ysiguesiendounentusiastadefensordelateora.Segnl, el primer organismo estara formado simplemente por molculas de ARN autoreplicativas(verdibujo).

Amedidaqueevolucionabanaprendieronasintetizarprotenasqueleayudabana replicarse ms rpidamente, y lpidos que formaban una pared celular. Por ltimo, el organismo de ARN dio origen al ADN, una molcula mejor preparada para almacenar la informacin gentica. Los bilogos han podido reproducir algunos actos de este drama molecular en el laboratorio. Jack W. Szotack y otros, del hospital general de Massachusetts, han construido molculas de ARN queactanunayotravezcomoenzimas,cortandoypegandomolculas,incluidas ellas mismas. En un principio el ARN enzima se limitaba a realizar procesos sencillos, Szotack intenta ahora demostrar que tales molculas pueden encapsularseenunamembranaaimagendeclula.

UnMundodeARN

Manfred Eigen, del instituto Max Planck de qumica biofsica, de Gotinga, ha examinadoloquesepiensaesunestadotardodeevolucindelARN,atenorde sus experimentos, el ARN, estimulado por enzimas y otros aditamentos suministrados por el experimentador, puede adaptarse y evolucionar. Este fenmeno denominado evolucin dirigida, encierra una enorme potencialidad como generadordenuevoscompuestos. PeromientrasmsseprofundizaenelconceptoenelconceptodemundoARN,mas problemassurgen,Cmoseoriginoel1ARN?Sinoresultafcilsintetizarel ARN y sus componentes en el laboratorio, ni siquiera en las mejores condiciones, cuanto menos en las condiciones prebiticas que se suponen. El proceso mediante el cual se crea azcar ribosa, componente clave del ARN. OriginatambinunaseriedeazucaresquepuedeninhibirlasntesisdelARN. Adems nadie explica satisfactoriamente pro que el fsforo, una sustancia de abundancialimitadaenlanaturaleza,esuningredienteesencialdelARN(ydel ADN). Una vez sintetizado el ARN, solo alcanzara a autorreplicarse si el experimentador se lo facilita bastante dice Joyce, de la Clnica Scripps, un especialista en ARN. Es una molcula inepta, aade. Especialmente si se le compara con las protenas. Leslie E. Orgel, del instituto Salk de estudios biolgicos. Reputado experto en las condiciones del mundo del ARN. Esta de acuerdoconJoyce.Losexperimentosquesimulanlasetapastempranasdelmundo del ARN son demasiado complicados para considerarlos replicas verosmiles del escenario donde se desarrollo el origen de la vida, afirma tajante Orgel. Y aade, es preciso conseguir que muchsimas cosas funcionen bien. Y que no hayaningnerror. Orgel ha llegado a la conclusin de que alguna molcula ms sencilla muy distinta quiz, pudo haber preparado el terreno al ARN identificar dicho compuestonoserfcil.Laqumicadeloscidosnucletidos,seala,descansa sobre una slida base de conocimientos y aventurarse a salir de ella supone volveraempezar.Peroalgunoshanacabadoporsumergirseenlodesconocido.El veranodelaopasado.ElgrupodirigidoporJuliusRebek.J,delInstitutode Tecnologade Massachusetts armunconsiderablerevueloal anunciarque haba logrado crear una molcula orgnica sinttica con capacidad de

autorreplicativa. La molcula, el ter tricido de la aminoadenosina (ETAA), consta de dos compuestos que, por su estructura qumica recuerdan a las protenasyaloscidosnucleicos.LasmolculasdeETAA,encloroformoycon los correspondientes sustratos, sirven de molde para la formacin de nuevas molculasdeETAA. Los experimentos de Rebek presentan dos inconvenientes. Segn Joyce. La replicacin se produce en condiciones muy artificiales. Poco naturales, y lo queesmsimportanteaun.Condemasiadafidelidad.Sinmutacin,lamolcula nopuedeevolucionarensentidodarwinista.Orgelabundaenestaidea.Loque Rebekhaceesmuyingenioso,dice,peronoveoelqueinterspuedeteneren elproblemadelorigendelavida.

La solucin del origen de la vida parece estar mas lejos que nunca. La bacteria ms elemental es tan condenadamente complicada, desde el punto de

vista qumico, que resulta casi imposible imaginar como ha surgido. Resume Harold P. Klein, de la Universidad de Santa Clara, presidente de una comisin de la Academia Nacional de las Ciencias que ha revisado recientemente las investigaciones sobre el origen de la vida.(Su conclusin es que hace falta investigarmuchoms.) Auncuandoloscientficosconsigancreaalgoenellaboratorioconpropiedades similaresalavida,habrqueseguirpreguntndose:sucediasenrealidad? Dar respuesta a esa pregunta ser extremadamente difcil, ya que las placas tectnicas,elvulcanismoylaerosinhanborradolamayoradelassealesde losprimerosmilesdeaosdeexistenciadelaTierra.Paraestimarlaedaddel planeta, por ejemplo, Los investigadores deben recurrir a los meteoritos. Presuntasreliquiasdelapocaenlaqueelsistemasolarsecondensapartir deunanubedegasypolvo.Lasmedicionesderadioactividadenlosmeteoritos apuntan a que su origen, y por lo tanto el de la Tierra, se remonta a unos cuatromilquinientosmillonesdeaos.

ElVerdndelaTierra

Para establecer las condiciones en las que se gener la vida, es necesario saber cuando se produjo tal acontecimiento. Los cientficos pensaban en un principio que debieron pasar miles deaosantesdequelamateriainerteadquiriesevida.

FOSILES DE 3.500 MILLONES DE AOS, entre los que cabe mencionas una hilera de clulas semejantesalascianobacterias,oalgasverdeazulesy estromatolitos encontrados en el oeste de Australia. Hay estromatolitos en ese y otros continentes.(Fotosequivalentesalartculooriginal)

La razn de esa postura radica en el registro fsil de los organismos pluricelulares, desde los trilobites hasta el Neandertal, que datan slo de unos 600 millones de aos. (Homo Sapiens apareci hace menos de un milln de aos).Enlasltimasdcadas,sinembargo,lospaleontlogoshanprecisadoque antes de que surgiesen los organismos pluricelulares, la Tierra estuvo probablemente poblada durante miles de millones de aos por criaturas sencillas,comolasalgas,overdndecharcas,segndiceJ.WilliamSchopf, delaUniversidaddeCalifornia,especialistaenprotofsiles.

Schopfyotroshanacumuladoloqueelloscreenpruebasinequvocasdeque la vida existi hace por lo menos 3500 millones de aos. Entre dichas pruebas estn dos series de fsiles encontrados en determinados puntos de Australia y Sudfrica, cuyas edades han sido establecidas por mtodos radiactivos. Uno de esos fsiles son unas masas rocosas de color pardo verdoso, que revelan la antiguapresenciadeestromatolitos,densasformacionesdemicrobiosqueanse pueden encontrar en algunos lugares del mundo, creciendo en aguas templadas pocoprofundas. Los otros fsiles muestranla improntamicroscpica dehileras declulasquerecuerdanalasmodernas cianobacterias, tambin llamadas algas azul verdosas. Schopf defiende que los organismos primitivos, igual que las cianobacterias en la actualidad, utilizaban probablemente la fotosntesis y liberabanoxgenocomosubproducto.

Manfred Schidlowski, del Instituto Max Planck de Qumica en Maguncia, ha encontrado pruebas de que en tiempos muy remotos existieron tales organismos fotosintticos. Las pruebas proceden de unas rocas sedimentarias parcialmente fundidas, y con una antigedad de 3800 millones de aos, halladas en Isua, Groenlandia.Sonestaslasrocasparlantesterrestres ms antiguas. (Lasque tienen el rcord absoluto, con 4200 millones de aos, son los cristales de circn,descubiertosenAustralia,aunquesonmudosconrespectoalpasado).El hechodequelasrocasdeIsuaseansedimentariasrevelalapasadapresenciade agua,unprerequisitoparalavida.SegnSchidlowski,lapresenciadecarbono en las rocas indica tambin que estuvieron contaminadas con organismos fotosintticos,quienesmuestranpreferenciasporciertosistoposdecarbono.

Esteintentodeviajarporeltneldeltiempoagolpederegistrofsilha sido acogido con cierto escepticismo. David J. Des Marais, del Centro Ames de laNASA,opinaquelahuelladecarbonoenlasrocasdeIsuaesdemasiadodbil para extraerconclusiones. RogerBuick, paleontlogoaustraliano queensea en Harvard,opinaqueel escepticismodebe ampliarse tambin a los estromatolitos y microfsiles de 3500 millones de aos, sobre cuyo origen biolgico, sin embargo, no existe discusin, a diferencia de lo que sucede con las rocas de Isua. Segn Buick, los estromatolitos podran ser sedimentos deformados por procesos geolgicos, y los microfsiles pequeos rastros de excrementos. Dudofsiles, los llama l. Los fsiles que muestran con claridad una estructuracelulardatande31003200millonesdeaos,sostiene.

Otros expertos en fsiles arquanos, entre ellos Donald R. Lowe, de la Universidad de Stanford, piensan que Buick y quizs incluso Des Marais, pecan de exagerado escepticismo. Aunque uno por uno los fsiles se prestan a interpretacionesdiscrepantes,diceLowe, cuandose suman sugierenquela vida era amplia, diversa y harto compleja hace 3500 millones de aos, y probablemente estaba ya en marcha antes de los 3800 millones de aos. Si el escenario es correcto, la vida tuvo que evolucionar y sobrevivir en circunstanciaspocoagradables,conperiodosdeautnticoinfierno.

Despus de analizar los crteres lunares, que a modo de escritura Braille conforman un registro de la cadencia de impactos en el joven sistema solar, grupos dirigidos por los geofsicos David J. Stevenson, del Instituto de Tecnologa de California, y Norman M. Sleep, de Stanford, han concluido, hace un par de aos, que los meteoritos y cometas, a fuerza de chocar contra la Tierra, podran haber impedido la emergencia de vida durante cientos de millones de aos. Muchos de los proyectiles habran sido bastante mayores que los objetos, de unos 10 kilmetros de anchura, que se cree acabaron con los dinosaurios en la transicin entre los periodos Cretcico y Terciario, hace unos65millonesdeaos.

Los impactos de grandes objetos, dice Sleep, habran generado calor suficiente para poner en ebullicin la superficie de los ocanos si no para convertirlosenteramenteenvapor.Lascolisioneshabrantambinarrojadoala atmsferaenormesnubesdepolvoyrocasfundidas.Laimplicacindetodoesto esdramtica:comomnimolosimpactoshabrandestruidolavidaincipienteen tierrafirmeoencualquiersitioprximoalasuperficiedelosocanos,hasta hace unos 3800 millones de aos. La vida que dependiera de la fotosntesis habrasidolamssensible. Segnparece,ademslacomposicindelaatmsferaduranteeseperiodopodra nohabersidotanfavorablealasntesisdecompuestosorgnicoscomosehaba pensado. Ese tradicional punto de vista se debe a Harold C. Urey, de la UniversidaddeChicago,laureadoconelpremioNobeldequmica.Propusoquela atmsfera tenia un carcter reductor, rica en gases hidrogenados, como el metano y el amonio, que vemos abundan en Saturno, Jpiter y Urano. El trabajo de Urey inspir a Miller, alumno suyo, quien realiz su famoso experimento en 1953. Con todo, durante los ltimos diez aos han crecido las dudas sobre las hiptesisdeUreyyMilleracercadelaatmsfera.Experimentosdelaboratorio y reconstrucciones computarizadas de la atmsfera realizadas por James C. G. Walker de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, y otros, sugieren que las radiaciones ultravioletas procedentes del Sol, hoy frenadas gracias al ozono atmosfrico, habran destruido las molculas hidrogenadas de la atmsfera: el hidrogeno libre habra escapado al espacio. Segn esos experimentos, el principal componente de la atmsfera fue el dixido de carbono y el nitrgeno liberadoporlosvolcanes.Unaatmsferaasnohabrasidolamsconveniente paralasntesisdeaminocidosyotrosprecursoresdelavida.Deacuerdocon los recientes clculos de James F. Kasling de la Universidad estatal de Pennsylvania el dixido de carbono podra haber creado tambin un efecto de invernadero de tal calibre que las temperaturas de la superficie de la Tierra habranalcanzadocasielpuntodeebullicindelagua.

El modelo de atmsfera reductora sigue contando con sus defensores. Miller entre ellos, seala que los humos y nubes habran protegido de las radiaciones ultravioletas, a los delicados gases hidrogenados. Hay un montn de gente haciendo modelos matemticos que niegan la existencia de metano", seala,"peronotienenpruebasreales".Uninformerecientedeinvestigadores de la Universidad Nacional de Yokihama apoya la postura de Miller. Los japoneses argumentan que la rotura de molculas de agua por accin de

partculas solares y rayos csmicos podra haber estimulado la sntesis de hidrgenolibre,yportanto,demetanoyamonio

No obstante las investigaciones de los impactos y la atmsfera, junto con la creencia de que ya existan organismos primitivos hacen 3.800 millones de aos ha llevado a algunos a sospechar que la vida no se incubo en remansos trbidos de mareas, sino en el fondo de los ocanos. A finales de los aos setenta, se descubrieron varios humeros o surgencias hidrotermales en fondos marinoscercadelasislasGalpagos.

Los humeros alojaron florecientes comunidades de organismos como gusanos almejas y bacterias cuya fuente primaria de energa no es la luz sino los compuestos azufrados emitidos por las surgencias. De entonces ac se han descubiertodocenasdehumerossimilares,generalmentecercadelascordilleras submarinasquesecreanenlaszonasdeconfluenciadedosplacastectnicas.

Uno de los principales defensores de las surgencias como fuente de vida es John B. Corliss del Centro de Vuelos Espaciales de la NASA miembro del equipo que identific una de las primeras surgencias. Los humeros pudieron haber aportado, seala, la energa y nutrientes necesarios para crear y mantenerlavida.Elinteriordelassurgencias,prosigue,habraproporcionado tambin proteccin contra los efectos nocivos de buena parte de los impactos extraterrestres. (Segn el propio Corliss las modernas especies de las surgencias, que viven en las aguas de sus alrededores, ms fras en comparacin,sonprobablementecolonosrecientesynodescendientesdirectosde loshabitantesoriginales)

Un apoyo importante a la hiptesis de los humeros procede de uno de los estudios sobre organismos unicelulares, dirigido por Carl R. Woese, de la Universidad de Illinois en Urbana Champaign. Comparando la composicin gentica de dichos organismos, Woese ha identificado un tipo de microbios o arquibacterias, que parecen haber sufrido menos cambios evolutivos En que cualquier otra especie viva. Todas las arquibacterias prefieren ambientes clidos. Algunas aguantan temperaturas de hasta 120 grados Celsius. Ciertas especies prefieren un ambiente acdico, anxico, con flujo estable de azufre. Precisamentelascondicionesqueseencuentranenloshumeroshidrotermales.

Norman R. Pace bilogo de la Universidad de Indiana, encuentra sugestiva la teoradelassurgencias.Suvisindelacortezadelatierraprimordialesla de una capa rocosa, delgada y turbia, acribillada por miles de humeros hidrotermales. Sin embargo a diferencia de Corliss, quien insiste en que la vida se origin en las surgencias, Pace sostiene que los primeros organismos pudieron engendrarse en otros lugares. Quizs en la superficie de la tierra o en su vecindad, durante los intervalos entre impactos ms tarde se desplazaranhastaencontrarla relativaseguridadde las surgencias, en aguas profundas.Impactosposteriorespudieroneliminaratodoslosorganismos,salvo aquellos que permanecieron ocultos en las surgencias. Esos organismos hidrotermales, aunque no fuesen los primeros pobladores de la tierra, podran haber sido ancestros de todos los organismos vivos. Pace cree que todava hoy

deben

existir de

grandes bacterias

comunidades

colonizando verdaderas redes de grietas y cavernas, que se esconden bajo las cordilleras centro ocenicas. En zonas dondelatemperaturadelaguaes alta. (Fotografasequivalentesaloriginal)

Historiasazufradas

AMillernolegustanlasfuentestermales,almenoscomosedeoriginalde la vida. Sostiene que las modernas surgencias duran poco. Unas dcadas, para taponarse despus. Adems, l y Jeffrey L. Bada, tambin de la Universidad de California en San Diego, ha hecho experimentos que sugieren que el agua supercalientedelinteriordeloshumeros,queavecessobrepasalos300grados Celsius destruira ms que creara compuestos orgnicos. Si la superficie de la tierra fuese una sartn, dice Miller, la sugencia hidrotermal sera el fuego.GENESIS DEL SILICIO

No obstante, la hiptesis de los humeros ha operado a favordetresteorasdosnuevas y otra un poco trasnochada, que ofrecenalternativasalARN(oa sus precursores). La ltima y ms inslita se la debemos alos pioneros de esa vida artificial . Aunque los mtodos tradicionales de comprobar la veracidad de las teoras sobre el origen de la vida mezclan compuestos qumicos reales en tubos de ensayo no menos reales, algunos investigadores intentan remendar la creacin en la redoma del ordenador. Stuart A. Kauffman, bilogo a caballo entre la universidad de Pennsylvania y el instituto de Santa Fe de Nuevo Mxico, es una

Gnter

Wchtershuser.

UnSospecha que la vida puede depender de un principio que genere orden a partir de interacciones qumicas aleatorias. Para someter a prueba dicha hiptesis, l

fenmenoalgoinslitolmismo.

Abogado

en

ejercicio,y sus colegas de Instituto de Santa Fe simulan en el ordenador interacciones entre polmeros genricos con una actividad cataltica genrica.

Wchtershuser fund y dirige una empresa en Munich

especializadaenpatentes.Antes de dedicarse a esos menesteres, se doctor en qumica orgnica, de donde le viene un apasionado inters por el origen de la vida.las simulaciones demuestran que, si a un sistema se le proporciona un nmero Sea, por ejemplo, un caso simple en el que monmeros sencillos (cuadrados) con cierta actividad cataltica (flechas blancas) disparan una cascada de reacciones qumicas (lneas negras y crculos amarillos) entre los polmeros (crculos verdes), que a su vez catalizan nuevas reacciones. Segn Kauffman,

Ya como simple observador, empezadesarrollarsuspropias

suficiente de polmeros de ese tipo, experimentar una transicin de fase

ideas hace unos cinco aos. Mientras la mayora de los investigadores dan por sentado que la vida comenz cuando ciertos compuestos relativamente sencillos adquirieron la capacidad de auto replicarse en solucin. Wchtershuser defiendequelavidaempezsiendounprocesometablico,estoes,unareaccin qumica cclica dirigida por alguna fuente energtica, que tuvo lugar en una superficieslida.

Aunque la idea no es nueva, s lo es en la forma en que la propone Wchtershuser.Comosuperficieslidaabogaporlapirita,unmineralmetlico formadoporunamolculadehierroydosdeazufre.Lapiritasehaencontrado tambin en las surgencias, lo que no encierra ningn misterio, pues se halla por todas partes. Segn su hiptesis, la pirita ofrece tambin una superficie cargada positivamente donde pueden engarzarse compuestos orgnicos sencillos. Lacontinuaformacindepiritaapartirdehierroyazufreproduceenerga,en forma de electrones, necesaria para conseguir que los compuestos orgnicos reaccionenunosconotrosyaumentensucomplejidad. La primera clula, segn esta hiptesis, pudo haber sido un grano de piritarodeadoporunamembranadecompuestosorgnicos.Dichaclula,podra auto reproducirse si fuese capaz de producir yemas cristalinas que, una vez englobadasensucorrespondientemembrana,quedasenlibres. El qumicoabogado public sus ideas en revistas del prestigio de los

Proceedings of National Academy of Sciences, Microbiology Reviews y Nature.Experimentos realizados por un grupo de la Universidad alemana de Regensburg apoyan tambin en cierta medida ese papel de batera para la pirita. El propioWchtershuseradmite,sinembargo,quesuteoraestodavaensumayor parteunapuraespeculacin. Susideas,sinembargo,hanfascinado,entreotros,aPace,WoeseyaKarl Popper, filsofo de la ciencia. Pace dice que el modelo de Wchtershuser, basado en un protometabolismo superficial, podra dejar obsoleto el viejo paradigmadelaautorreplicacinensolucin. Otros no estn tan fascinados. Joyce sospecha que Wchtershuser se ha valido de sus habilidades como hombre de leyes para granjearse una aceptacin mayor de la que en realidad merece su teora. Es un excelente abogado de su propia causa, observa Joyce. Admite, no obstante, su perplejidad ante el paralelismo entre Wchtershuser y otro cientfico alemn que no dejaba de crear mientras trabajaba en asuntos relacionados con las patentes: Albert Einstein.Dadoelprecedente,sealaJoyceconciertasorna,sospechoquelo mejorquepodramoshacerestomarloenserio. Christian R. De Duve, profesor emrito de la Universidad Rockefeller, premioNbelen1974porsustrabajossobreestructuracelular,hapropuestoun modelo que guarda cierta similitud con el de Wchtershuser. En dicho modelo, descrito en el libro Blueprint for a Cell, desempean un papel importante los tiosteres, unos compuestos azufrados. Los tiosteres, fundamentales en el metabolismo celular,pudieronconstituir, opinanalgunos,lafuente deenerga enlasclulasprimitivas. De Duve propone que los tiosteres de la sopa primordial podran haber desencadenado una cascada de reacciones qumicas parecidas a las que se producen en el moderno metabolismo celular. Las reacciones habran sido catalizadas por protoenzimas, formadas tambin a partir de los tiosteres. Estasreaccionesacabaranenlasntesisdecidosribonuclicos,enelmundo de ARN. La sntesis de tiosteres precisa un ambiente cido y caliente, que segn de Duve pudo ser suministrado por las surgencias hidrotermales. Me gustaraverlaspruebasexperimentales,replicaMiller.

Hechosdebarro A. G. CairnsSmith, qumico de la Universidad de Glasgow, dice tener una buena razn para dudar de la teora de Duve tal teora se basa en una propuestaavanzadaporlmismoyDavidC.Mauzerall,delaRockefeller,sobre cmo una reaccin qumica en la que intervienen hierro y agua pudo haber enriquecido de hidrgeno la atmsfera primordial. Lo que de Duve omite, apuntaCairnsSmith,esque,comoconsecuenciadeeseproceso,losocanosson sitiospocoidneosparalasntesisdemolculasorgnicas. Durante ms de una dcada, CairnsSmith ha estado promocionando su propia teora. Igual que Wchtershuser, propone que la vida se origin sobre un sustrato slido, habitual en las surgencias y en casi cualquier otra parte, aunque l prefiere los cristales de arcilla a la pirita. Todo cristal est formadoporunidadesautorreplicativas,apuntaCairnsSmith,peroloscristales dearcillatienensuficientecomplejidadcomoparamutaryevolucionardeforma parecidaacomolohacelavida.Algunasarcillaspudieronmejorarsupotencial reproductor, desarrollando la capacidad de atraer o sintetizar compuestos orgnicos, como cidos nucleicos o protenas. Con el tiempo, los compuestos orgnicos llegaron a ser tan refinados que comenzaron a replicarse y evolucionar.

A diferencia de algunos tericos del origen de la vida. CairnsSmith admite gustosamente los puntos dbiles de su hiptesis ni nadie ha detectado nunca arcilla en algo que pudriera considerarse evolucin, en experimentos de laboratorio, ni nadie ha encontrado tampoco nada parecido a un organismo arcillosoenlanaturaleza. Loqueno leobstapara sostenerque,de todas

lasteorasbasadasenlaexistenciadecompuestosorgnicosqueseorganizany replican sin ayuda externa, esa es la mayor. "Las molculas orgnicas son demasiadoescurridizascuandovanporahsueltas."

Invasores

Hay otra escapatoria para esa suerte de callejn sin salida a la que se ha llegadoconlasteoras. Si ni la atmsfera ni las surgencias han

proporcionado el habitculo idneo para la sntesis de compuestos orgnicos complejos,porqunopensar,queestoshanvenidodeotraparte,porejemplo, del espacio exterior? Juan Or, de la Universidad de Houston, plante ya esa posibilidadenlosaos60. La idea parece haber cobrado un nuevo impulso

ahora que los astrnomoshandescubiertoespectrosreveladoresde lapresencia deunagranvariedaddecompuestosorgnicosalrededordeciertasestrellas,y enlosespaciosinterestelares.

Se han encontrado tambin aminocidos en ciertos meteoritos, las condritas carbonceas, que representan aproximadamente el 5% de los meteoritos que se estrellan contra la tierra. Las observaciones del cometa Halley, que pas por latierrahaceunos5aos,sugierenqueloscometaspuedenteneruncontenido en compuestos orgnicos an mayor que el de las condritas carbonceas. Las condritas, contienen tambin hidrocarburos, alcoholes y otros compuestos grasos, que podran haber participado en la formacin de las membranas que

protegieron a las clulas primitivas. David D. Deamer, bioqumico de Universidad de California en Davis, ha fabricado membranas esfricas, o vesculas, con compuestos obtenidos de un meteorito que call cerca de Murchison, Australia, en 1969. Esas vesculas dice Deamer, pudieron haber proporcionado un ambiente adecuado para que los aminocidos nucletidos o cualquierotrocompuestoorgnicosufrieselastransformacionesnecesariaspara queseprodujeselavida. Lahiptesissegnlacuallosimpactospudieronhabercreadoelescenariopara la vida, y retrasado tambin su puesta en marcha, gan fuerza en 1989 la causa: los descubrimientos de aminocidos por encima y por debajo de una capa arcillosa depositadaenlatransicin CretcicoTerciario.Baday Meixun Zhao, tambin de San Diego, determinaron que los aminocidos no eran de tipo biolgico,encontradoshastaentoncessoloenlosmeteoritos. Sus conclusiones parecen apoyar la teora del impacto para explicar la extincindelosdinosaurios,amndemostrarquelosgrandesimpactospudieron fertilizarlatierraconcompuestosorgnicos. Hay que dar, no obstante, respuestas a ciertas preguntas. Por qu se encontraron aminocidos por encima y por debajo de la capa del Cretcico Terciario, y no en la misma capa Cmo pudieron soportar el enorme calor generado por el impacto?. Clculos realizados por Christopher F. Chyba, estudiosodelosplanetas,delaUniversidaddeCornell,yotrosapuntanaque cualquier objeto extraterrestre de tamao suficiente para proporcionar cantidades notables de material orgnico a la tierra generara tanto calor durantesuimpacto,quequedaraconvertidaencenizas. En noviembre del ao pasado, Kevin J. Zahanle y David Grinspoon, del centro Ames de la NASA, propusieron una salida a ese problema. Segn ellos los aminocidosprovienendeunoomscometasquenoseestrellaronenlatierra, sinoquesimplementepasaronmuycerca,dejandounaesteladerestosorgnicos, antes y despus del Cretcico Terciario. De esa manera, aseguran, los

cometas pudieron rociar la Tierra de compuestos orgnicas, en las fases ms tempranasdesuhistoria. Chyba habla de formas posibles que tendran los impactos de contribuir al suministro de materias primas para la vida. El calor y las ondas de choque procedentes de un impacto podran desencadenar las reacciones qumicas en la atmsfera que sintetizan compuestos orgnicos. El objeto extraterrestre podra romperse hasta el punto de que la atmsfera frenara su carrera y aterrizar casiintacto.

Panspermia

Otrosreputandeinverosmilcualquiermodelodeimpacto.Escomomanllovido del cielo, dice Sherwood Chang de la NASA, experto en compuestos orgnicos extraterrestres. Segn Chang hay que dedicar mayor esfuerzo a investigar cmo se pudieron sintetizar compuestos orgnicos en la Tierra, en vez de dar por supuesto que los cuerpos celestes hicieron el trabajo. Las teoras que dan a los impactos una participacin en el origen de la vida estn ahora muy de modaaade,perocarecendesolidezobservacional.

Laversinmsextremistadelmandelcieloeslapanspermia.Estateorafue propuesta a fines del siglo XIX por el qumico sueco Svante A. Arrehenius, sostena ste que los microbios que pululaban por el universo hicieron de semilladelavidaenlaTierra.MsrecientementeHoleyyunantiguoalumno suyo, el astrnomo N. Chandra Wickramanshinghe de Sri Lanka(conocido tambin por su oposicin a la teora de la gran explosin), siguen promocionando la mismaidea,yvanmslejos,esosmicrobiosextraterrestressonlacausadela gripe,elSIDAyotrasenfermedades.

La mayora de los cientficos rechazan de plano estas ideas, por la sencilla razn de que nunca se han encontrado microbios en el espacio, y es muy improbablequeseencuentren,dadosucarcterdeambientehostilparalavida. Ello no obstante, los experimentos realizados por J. Mayo Greenberg, astrofsicodelaUniversidadholandesadeLeiden,prestaciertacredibilidada la panspermia.Segn Greenberg, unaclula desnudapodrasobrevivirdurante cientosdeaosenelespacio,yhasta10millonesdeaossiestprotegidade lasradiacionesporunafinacapadehielo.

Greenberg opina que es todava difcil imaginar cmo los organismos pudieron abandonarotrosplanetasollegarintactoshastaelnuestro.Ensintonaconla mayoradeloscientficos,creequelavidaempezenlaTierra.Peroreconoce quelahiptesisdelapanspermia,aunqueimprobableeincomodaparamuchos,no puedeserdescartada,alavistadesusresultadosexperimentales.

Haceunos10aosOrgelyCrickselasarreglaronparaprovocaralpblicoya sus colegas, especulando con la posibilidad de que las semillas de la vida fuesen enviadas a la Tierra en un ingenio espacial por seres inteligentes de otros planetas. Orgel comenta que la propuesta, conocida como panspermia dirigida,fueunaespeciadebroma,peroaadequetenaunaintencinseria, llamar la atencin sobre las carencias de todas las teoras sobre el origen terrestre de la vida. Lo escribi Crick en cierta ocasin. El origen de la vida parece casi un milagro, tal es la cantidad de condiciones que deberan habersecumplidoparaquesepusieseenmarcha.

Estamossolos?

Otros, sinembargo piensanque la gnesis d la vida,lejos de ser un milagro, constituyequizsunfenmenomsquecomn.Dehecho.Laaparenterapidezcon que surgi la vida en la Tierra y la abundancia de molculas orgnicas en el espaciosugierenquelavidapudooriginarseen Cualquier otra parte del universo, razona John D. Rummell, director del Programa de Exobiologa de la NASA. Encontrar pruebas de dicha vida, seala, adems de ser un hecho histrico en s mismo, aclarara muchos aspectos relacionadosconelcomienzodelamismaenlaTierra.

La NASA est ampliando su programa SETI, de bsqueda de inteligencia extraterrestre, con laquese rastrea elespectro electromagnticoen bsqueda desealesquepuedanseremitidasporotrascivilizaciones.Durantelaprxima dcada. Los investigadores de la NASA estudiaran las seales de radio

procedentes de todo el cielo, centrndose en unas 700 estrellas bastante cercanas, en las que se sospecha la existencia de planetas. La NASA ha desarrolladoequiposquepermitirnaunsoloradiotelescopiorastrearmilesde millonesdecanalessimultneamenteyseleccionarlassealessospechosas.

Se investiga de nuevo la posibilidad de vida en nuestro vecino ms prximo, Marte. El investigados McKay, de la NASA, dice que Marte y la Tierra compartieron rasgos comunes en sus primeros cientos de millones de aos. La existenciadeantiguoscausesylodazalessugierenqueelaguafluyalgunavez porelplanetarojo.EstehechodaaentenderqueMarteestuvorodeadoporuna atmsferatempladadedixidodecarbono.

La nave espacial Viking, que se pos en ese planeta en los aos setenta, no encontr restos de vida. No obstante, segn McKay la posibilidad de hallar indicios positivos, en forma fsil o viva, en una futura misin ha aumentado con el descubrimiento de firmas microbianas en lugares insospechados de la Tierra. McKay y otros han observado densos mantos microbianos en el fondo de lagos permanentemente helados de la Antrtida, cuyo clima glacial y seco se parecealdeMarte.Sehanencontradotambinbacteriasenrocassedimentarias ydepsitosdepetrleoamilesdemetrosdeprofundidad,endepsitossalinos y,porsupuesto,enhmerosprofundos.

SegnMcKay,Marteeselsitioidealparabuscarfsiles.Estcongeladohace cuatro mil millones de aos. Y no tiene placas tectnicas. Compendia el sueo de todo paleontlogo. Reconoce, sin embargo, que le falta una de las caractersticas potencialmente significativa de la Tierra: una gran luna. Si seaceptaquelavidaevolucionenmasasdeaguasometidasalaaccindelas mareas,fallalaanalogaconMarte.McKayopinaqueeldescubrimientodevida extraterrestredaraunnuevoimpulsoalasinvestigacionessobreelorigende la vida, como ocurri en 1965 con el de la radiacin de fondo de microondas, que vino a legitimar los estudios cosmolgicos. Necesitamos una base de conocimientos similar a la proporcionada por la radiacin de fondo de microondas,parahacernosrespetar.

Miller, quien despus dems de tres dcadas contina an en la brecha tras el misterio de la vida, coincide en que el campo necesita un descubrimiento espectacular, para acabar con la imaginacin desbocada. Pero es de los que piensa que tal descubrimiento saldr de los laboratorios que buscan la respuesta en la Tierra. Lo que hace falta ahora, comenta, es menos teora e inquisiciones extraterrestres y ms experimentos. Se me ocurre una docena de ideasaldaylasrechazotodas.

Haconsideradoalgunavezlaposibilidaddequelagnesisdelavidafueseun milagro,noreproducibleporelhombre?Nunca,contestaMiller.Creomsbien que no hemos dado todava con el truco correcto, agrega. cuando encontremos larespuesta,sertancondenadamentesimple,quetodosnospreguntaremosCmo nosemeocurriantes?.