GUÍA DE ESTUDIO
“El Origen de la Vida”
BE32G1
La hipótesis de Oparin – Haldane
La hipótesis de Oparin localiza el origen de la tierra hace 4.600 millones de años. Es casi seguro que la atmósfera primitiva o “atmósfera I” era reductora y debió de estar compuesta principalmente de vapor de H2O, amoniaco NH3, metano CH4 y algo de hidrógeno H2. Parte de la radiación solar, la radiación ultravioleta, que irradiaba sin obstáculos la tierra, causó la fotodisociación de gran parte de las moléculas de vapor de agua en H2 y O2 y parte de éste hidrógeno no pudo ser retenido por el campo gravitacional de la tierra y se perdió en el espacio. El oxígeno (O2), producto de la fotodisociación, es retenido por el campo gravitacional terrestre y reacciona con el metano (CH4) para formar (CO2) y agua y se combina con el amoniaco (NH4) para formar nitrógeno (N2) y agua. También parte del (O2) inicia su transformación en una capa de ozono (O3) a gran altura, el cual absorbe la radiación ultravioleta y por lo tanto autoelimina la fotodisociación del agua por esa vía. Con esto se origina la “atmósfera II”, compuesta de vapor de agua, N2 y CO2.
Oparin propuso en 1922 una teoría para explicar el origen de la vida en la tierra, postulando que la “atmósfera I” fue, en un principio muy diferente de la actual. Rica en metano, amoníaco y agua y casi sin oxígeno, se trataba de una atmósfera reductora, distinta de la “atmósfera III” oxidante que hoy conocemos. Según esta teoría, las descargas eléctricas de las tormentas o la energía calórica de la actividad volcánica hicieron que el amoniaco, el metano, y el vapor de agua reaccionaran entre sí originando compuestos orgánicos simples. Estos compuestos se habrían disuelto en los mares primitivos que así se fueron enriqueciendo a lo largo de millones de años con una gran variedad de compuestos orgánicos simples, formando una especie de “sopa primitiva”. Durante muchos años los puntos de vista de Oparin se consideraban especulativos e indemostrables.
La conversión de la “atmósfera II” en la actual “atmósfera III” es explicada por la fotosíntesis. La fotosíntesis libera oxígeno extraído del agua, pero el proceso ocurre gracias a la energía de la Luz Visible, la cual no es absorbida por la capa de ozono ya formada en la Estratósfera y llega a la superficie terrestre. Además la fotosíntesis no libera hidrógeno de las moléculas de agua como tal, sino que la incorpora a los tejidos vegetales y además consume CO2 de la atmósfera, el cual también queda fijado en los tejidos vegetales. Así la “atmósfera II “, cuyos principales componentes son CO2 y N2 se transforma en forma gradual en la “atmósfera III”, cuyos principales componentes son N2 y O2.
La vida debió de formarse durante la existencia de la atmósfera I o de la atmósfera II. Es probable que bajo estas condiciones se produjeran varios tipos de moléculas orgánicas simples, ya sea en la misma atmósfera y/o en el mar primitivo. Por otra parte, los fósiles de microorganismos más antiguos que se conocen tienen 3.350 millones de años. La prueba más clara de la formación abiótica o prebiótica de moléculas similares a la de los seres vivos proviene de experimentos de laboratorio cuya historia resumida es la siguiente:
El primero en sugerir seriamente que la vida podía haber surgido en una atmósfera diferente de la actual fue el bioquímico inglés John B. S. Haldane (1920).En 1936, el bioquímico ruso A. I. Oparin publica “ El Origen de la Vida” donde sostiene que la vida había empezado en la atmósfera I según su teoría de 1922 ya mencionada. El primero que trató de imitar las condiciones de la atmósfera II, sometida a una fuente de radioactividad en un experimento de laboratorio, fue Calvin obteniendo algunos resultados de formación de compuestos. En 1953 el premio Nóbel Harold Urey sugirió a su alumno Stanley Lloyd Miller que preparase un experimento en que se añadiese energía a una muestra de atmósfera I, esterilizada (gases: Amoníaco, Metano e Hidrógeno, vapor de agua + chispas eléctricas que representan la energía de activación). El diseño experimental de Miller es como se muestra en la figura 1. Al cabo de una semana de funcionamiento de su experimento, detectó productos como Ácido Cianhídrico, Urea y dos aminoácidos diferentes en cantidades sorprendentes. El trabajo de Miller fue continuado por otros bioquímicos como J. Oró quien en 1961-1962 obtiene aminoácidos individuales y en cadenas, además de purinas como la Adenina, y pentosas como Ribosa y Desoxirribosa. Más tarde, Sidney Fox demostró que la radiación ultravioleta puede inducir la condensación de aminoácidos a dipéptido y en condiciones de calor moderado y seco, también puede polimerizar aminoácidos para generar proteinoides. Los primeros trabajos de Fox fueron expandidos por C. Ponnamperuma, un bioquímico que demostró que durante la polimerización térmica de aminoácidos se forman pequeñas cantidades de Guanina; con base en ese resultado el científico relacionó la síntesis de polipéptidos.
En resumen, si se forma una mezcla de gases como CO2, CH4, NH3 y H2, se calientan y se mezclan con vapor de agua y se activan mediante descargas eléctricas o radiación ultravioleta, se observará cómo los gases reaccionan formando pequeñas moléculas orgánicas. Entre estos productos se cuentan diversos compuestos básicos para los seres vivos tales como aminoácidos, azúcares y bases nitrogenadas, a partir de las cuáles podría haberse formado el primer sistema autopoyético, precursor de los organismos vivos, los cuales habrían continuado su evolución en forma biológica.
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