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¿Cómo se originó la vida en nuestro planeta? ¿Es posible que exista vida en otros planetas?

Seminario 1

José Julián de la Rica Alameda

1.- ¿Por qué es importante conocer cómo se originó la vida sobre la Tierra?

Conocer el origen de la vida es dar respuesta a uno de los mayores interrogantes que el hombre ha perseguido desde los primeros momentos de las civilizaciones más antiguas hasta los últimos sistemas filosóficos. Aunque desde el punto de vista científico supondría tener una noción homogénea de todo el conocimiento desde su punto de arranque hasta los actuales acontecimientos.

También conocer como se originó la vida en la Tierra ayudaría a tener una idea más clara sobre en que condiciones podría desarrollarse la vida en otros planetas de características similares a la Tierra. Otra importante posibilidad sería conocer mejor algunos mecanismos que se desarrollan en las células actuales y que quizá permitiera saber corregir errores y mejorar los mecanismos internos de las células.

2.- ¿Cuándo se forma la Tierra?

La formación de La Tierra se estima entorno hace 4600 millones de años aunque no hay uniformidad de criterios, máxime cuando se pueden asumir errores aceptables de millones de años en una ciencia como la Geología. En esta época La Tierra sería en su conjunto de materiales fundidos e incandescentes.

Un planeta como La Tierra tardaría unos cien millones de años en comenzar en solidificar, así las rocas más antiguas de las que se tienen conocimiento están datas en unos 3800 millones de años, ya que rocas más antiguas habrían sido destruidas por la erosión y la tectónica de placas. No obstante, han sido descubiertos minerales sedimentarios de 4400 millones en la zona de Australia, época en que La Tierra comenzó a estructurarse en capas.

3.- ¿Cuándo aparece la vida sobre la Tierra?

Existe elevada uniformidad de criterio en establecer que las condiciones para que La Tierra pudiese albergar vida hace más de 4.000 millones de años. Sin embargo hay pruebas indirectas de actividad química de microorganismos datas entre 3.800 y 3.500 millones de años halladas en las rocas más antiguas conocidas (Isua, oeste de Groenlandia).

También se han estudiado estromatolitos (microestructuras carbonáceas) atribuidas a organismos unicelulares con una antigüedad de 3.500 millones de años (Pilbara, Australia occidental). Por analogía a estructuras similares contemporáneas se puede suponer que estos primeros organismos eran fotosintéticos. A partir de 3.000-2.5000 millones de años las evidencias de vida abundante y diversas son ya más numerosas.

4.- ¿Cómo se creen que eran las condiciones atmosféricas de la Tierra primitiva en el momento en el que aparece la vida?

Al parecer las atmosfera debía tener un marcado carácter reductor dado que estaría compuesta en su mayoría por hidrógeno, amoniaco, metano y también vapor de agua. Así esta atmosfera no protegía de la radiación ultavioleta al carecer de ozono. Por otro lado, a diferencia de la actual carecía de dioxido de carbono lo cual no ayudaría a mantener una temperatura sobre la Tierra elevada pues carecía de efecto invernadero. Tampoco estaba presente el oxígeno molecular razón por la cual los compuestos orgánicos no podrían degradarse por oxidación permitiendo que pudieran acumularse.

5.- ¿Dónde aparece la vida?

La vida debió de comenzar en un medio acuoso dado que cualquier microorganismo para vivir precisa intercambiar energía y elementos químicos, siendo el entorno la fuente más usual para ello y el agua se presenta como un medio donde hallar numerosas moléculas.

Ahora bien, el medio acuoso pudo ser el fondo de los océanos o en la superficie y bordes de pozas con agua templada cuyas condiciones serian más suaves.

Las teorías que defienden el fondo de los mares como la zona donde apareció la vida van unidas a la existencia de chimeneas hidrotermales. Además, en el fondo del mar los primeros microorganismos estarían menos expuestos que en la superficie a los impactos de meteoritos que hubo lugar hace 3.800 millones de años. Junto a esto, las emisiones de las chimeneas proporcionarían un ambiente reductor que favorecida la síntesis de los primeros compuestos orgánicos.

6.- ¿Qué tres teorías existen respecto al origen de la materia orgánica que forma parte de los seres vivos?

Las tres teorías existentes sobre al origen de la vida son:

La Sopa Prebiótica propuesta por Alexander Oparin en 1924, en ella se defiende que en las condiciones de la Tierra primitiva tuvieron lugar reacciones químicas que formaron compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente formaron parte de las primeras formas de vida. La Panspermia surgió en el siglo XIX Lord Kelvin y Svante Arrhenius la formularon. La Panspermia pronto cayó en el olvido junto por excentricidad que presentaba y el desarrollo de las investigaciones de Oparin y Miller. La teoría es rescatada por Hoyle y avalada por el descubrimiento en meteoritos de la existencia de diferentes moléculas orgánicas y en especial de aminoácidos que presentan carácter levógiro y dextrógiro.

Una tercera teoría defiende que la vida quizá tuviera sus comienzos en el fondo del mar mediante organismos no fotosintéticos. Estos organismos obtendrían la energía a partir del sulfuro de hidrogeno y su fuente de carbono el dióxido de carbono para elaborar sus azúcares. Estos compuestos se encuentran en las emanaciones volcánicas submarinas.

7.-Según la hipótesis defendida por Oparin y Haldane ¿Qué sucedió en las primeras etapas antes de la aparición de las primeras formas celulares?

Esta hipótesis propone que en un principio se produjo la síntesis de moléculas orgánicas precursoras (posible gracias a la ausencia de oxígeno libre) como monosacáridos, ácidos grasos y aminoácidos que se fueron acumulando en el medio. Estas moléculas darían lugar a otros compuestos orgánicos más complejos hasta llegar a sistemas precelulares. Los sistemas precelulares evolucionaron a los primeros organismos de tipo heterótrofos anaerobios.

8.- ¿Qué aporta el experimento de Miller a la teoría de Oparin?

El experimento de Miller viene a confirmar parte de la teoría de Oparin al demostrar que en las condiciones existentes en la Tierra de la época es posible obtener moléculas de interés bioquímico. Esta corroboración se trata de que a partir de moléculas pequeñas como agua, amoniaco, metano e hidrógeno y un medio acuoso; y aplicando descargas eléctricas (análogamente a los rayos y relámpagos que se daban en la atmósfera primitiva) se pudieron obtener compuestos orgánicos de interés bioquímico tales como aminoácidos, bases nitrogenadas, urea…

9.- ¿Qué crees que hubiese pasado si las condiciones atmosféricas existentes en la Tierra primitiva hubiesen sido más similares a las actuales?

El carácter reductor de la atmósfera primitiva fue necesario porque las moléculas orgánicas complejas tuvieron lugar por reacciones químicas reductoras; es decir, ganancia de electrones. La atmósfera actual no es reductora, en ella se encuentra oxígeno molecular que ni favorecería las reacciones originales ni la estabilidad de las posibles moléculas sintetizadas. Por lo tanto, de desarrollarse la vida por esta vía sería mucho más lenta ya que estaría sujeta a obtener los compuestos de interés en condiciones más bajas. También se puede pensar en que las moléculas que se obtendrían tuvieran otras estructuras y elementos que presentaran mayor estabilidad frente a la oxidación.

10.- ¿Qué es un coacervado o una microesfera de proteinoides?

Se tratan de modelos que intentan explicar de qué manera pudieron organizarse las macromoléculas orgánicas de tal manera que fueran de alguna forma precursores de las primitivas células.

Los coacervados son agrupaciones de diferentes tipos de macromoléculas, todas ellas suspendidas en un fluido dando un sistema coloidal. La microesfera de proteinoides es un sistema formado por una membrana proteica en cuyo interior tienen lugar reacciones químicas equivalentes a las que existen en las células vivas.

11.- ¿Qué macromolécula se cree que emplearían como material genético las primeras formas celulares? ¿Por qué?

La macromolécula que pudo desarrollar un papel como material genético se piensa que fue un tipo de ARN con capacidad catalítica denominado ribozima. Este ARN a parte de almacenar la propia información genética tendría la capacidad de desarrollar esta información que sería de carácter enzimático, análogo a las enzimas proteicas actuales. Ese posible mecanismo une las dos partes de la paradoja donde los ácidos nucleicos portan la información para la síntesis de las proteínas pero donde las proteínas son necesarias para la síntesis de los ácidos nucleicos.

El inconveniente para la aceptación de esta molécula es la necesidad de argumentar de que manera conseguiría el aporte energético para llevar a cabo las síntesis. También no se conoce como se estabilizaría el ribozima ya que es inestable en medio acuoso.

12.- ¿Qué es la zona habitable de una estrella?

La zona habitable de una estrella es la franja entorno a la estrella donde sus planetas describen órbitas dinámicamente estables y las temperaturas son adecuadas para la existencia de agua en estado líquido, al menos durante periodos en que este estado permanezca de forma que sea compatible con la vida. La zona de habitabilidad ha de ser determinada para cada cual puesto que viene determinada en función de su variabilidad, rotación, su actividad cromosférica, etc.

La zona inferior habitable viene dado por el equilibrio entre el aumento de temperatura y la generación de vapor de agua. Por otro lado, la zona superior se establece en función de la baja de temperatura a partir de la cual se comienza a formar hielo de dióxido de carbono que favorece una congelación del planeta.

13.- ¿Qué planetas se encuentran dentro la zona habitable de nuestro Sistema Solar? ¿De ellos cuál se piensa que podría albergar agua?

En el Sistema Solar, la zona habitable del Sol va desde 0,84 unidades astronómicas hasta 1,67 UA. Los planetas que se encuentran en la zona habitable son: Venus, La Tierra y Marte.

La existencia de agua parece posible en Marte. En Venus no existe agua salvo en un porcentaje mínimo de vapor de agua en su atmósfera.

14.- ¿Qué relación existe entre la zona habitable de una estrella y el agua?

La relación existente se encuentra que para considerar la zona habitable en esta debe de encontrarse el agua en estado líquido. Por tanto, un planeta fuera de la zona habitable inferior, las condiciones de temperaturas elevadas; y por consiguiente, atmosférica dará como resultado que la posible presencia de agua se encuentre tan solo como vapor. Por otro lado, pasada la zona habitable exterior, los modelos radiativos indican que la cantidad de radiación de la estrella que recibe el planeta sea compatible con una presencia de agua en estado sólido.

15.-De los planetas que forman parte del Sistema Solar ¿Cuál creen los investigadores que es el más idóneo para que haya albergado vida? ¿Por qué?

La condición imprescindible para que un planeta haya albergado vida está acotado con haber pertenecido a la zona habitable del Sol. Así se considera Marte como el más idóneo dado que éste se encuentra dentro de esta zona y sea mantenido desde el pasado, hecho que no ha ocurrido durante la historia de Venus. Además existen evidencias de que sobre la superficie de Marte pudo existir grandes zonas oceánicas. La evolución de Marte fue más fría que Venus dado que éste recibía el doble de radiación que la propia Tierra.

Además de los planetas propiamente en ciertos satélites de Júpiter y Saturno también se considera la posibilidad de encontrar señales de vida. Estos son Europa, satélite de Júpiter; así como una luna de Saturno.

BIBLIOGRAFIA

1.AGUIRRE DE CÁRCER, A. Del Big-Bang a la Vida y su Evolución.

2.CURTIS, Helena. Invitación a la Biología. 6ª Ed Medica Panamericana. 2007.

3.D’ANTONI L., Hector. Astrobiología, el origen de la vida y el cambio global. Acta Bioquímica Clínica Latinoamericana.

4.LEMARCHAND A, Guillermo. Astrobiología: del Big Bang a las Civilizaciones.1ª Ed.Unesco 2010.

5.LOPEZ DE LA CALLE, Silbia. Un Viajea al Cosmos en 52 semanas. CSIC 2007.

6.SALOMONE G, Sonia. El Universo y la Vida. Centro de Astrobiología (CSIC-INTA). 2004.