Origen de la vida

El origen de la vida es el conjunto de procesos por los que, hace miles de millones de años, la materia inanimada de la Tierra primitiva dio lugar a los primeros seres vivos. Es una de las grandes preguntas abiertas de la ciencia: sabemos con bastante seguridad cuándo apareció la vida, pero cómo ocurrió exactamente se investiga con varias hipótesis que se complementan.

¿Cuándo apareció la vida?

La Tierra se formó hace unos 4.540 millones de años. Los primeros fósiles aceptados con amplio consenso, los estromatolitos (estructuras formadas por colonias de microorganismos), tienen unos 3.500 millones de años y se han hallado en la región de Pilbara, en Australia. Hay indicios químicos y fósiles algo más antiguos, de unos 3.700 millones de años en Groenlandia, que siguen en debate. Es decir, la vida surgió, como muy tarde, en los primeros mil millones de años del planeta, en cuanto las condiciones fueron mínimamente estables. El último ancestro común universal de todos los seres vivos actuales, conocido como LUCA, vivió probablemente hace entre 3.500 y 4.000 millones de años.

Antecedentes: la generación espontánea

Durante siglos se creyó que los seres vivos podían surgir de la materia sin vida, como las moscas de la carne en descomposición. En 1668, Francesco Redi mostró que los gusanos de la carne provenían de huevos de moscas. La idea persistió respecto a los microorganismos hasta que, en 1862, Louis Pasteur demostró con sus matraces de cuello de cisne que los caldos esterilizados no se enturbiaban si no entraban gérmenes del aire. Se estableció así que, en las condiciones actuales, todo ser vivo procede de otro ser vivo. La cuestión del origen primitivo quedó, sin embargo, sin resolver.

Principales hipótesis

La evolución química y la «sopa primordial»

El bioquímico ruso Alexander Oparin (1924) y el británico J. B. S. Haldane (1929) propusieron de forma independiente que, en una atmósfera primitiva sin oxígeno libre y rica en gases, la energía de rayos, radiación ultravioleta y calor volcánico habría producido moléculas orgánicas simples que se acumularon en los océanos. Con el tiempo, se agruparían en estructuras cada vez más complejas.

En 1953, Stanley Miller, bajo la dirección de Harold Urey, simuló esas condiciones haciendo pasar descargas eléctricas por una mezcla de agua, metano, amoníaco e hidrógeno, y obtuvo varios aminoácidos. Hoy se piensa que la atmósfera primitiva era menos reductora de lo supuesto, pero experimentos posteriores han producido también bases nitrogenadas y azúcares, y se han encontrado aminoácidos en meteoritos como el de Murchison (1969).

El mundo de ARN

Dado que el ADN necesita proteínas para replicarse y las proteínas necesitan ADN para fabricarse, surge un dilema. El descubrimiento en la década de 1980 de que algunos ARN pueden actuar como enzimas (las ribozimas) llevó a Walter Gilbert a acuñar en 1986 la expresión «mundo de ARN»: una etapa en la que el ARN habría almacenado información y catalizado reacciones, antes de que ADN y proteínas asumieran esos papeles. Es la hipótesis más aceptada sobre el origen de la herencia. Véanse también los ácidos nucleicos.

Las fuentes hidrotermales

En 1977 se descubrieron en el fondo oceánico comunidades de seres vivos alrededor de chimeneas hidrotermales, que obtienen energía de compuestos químicos. Investigadores como Michael Russell y Nick Lane sostienen que los poros de ciertas chimeneas alcalinas, con sus gradientes naturales de protones, habrían ofrecido un entorno ideal para que surgiera el metabolismo antes que la replicación genética.

La panspermia

Propone que la vida, o sus componentes, llegó a la Tierra desde el espacio en meteoritos o cometas. Defendida por Svante Arrhenius a principios del siglo XX, no explica en última instancia el origen de la vida, solo lo desplaza a otro lugar, aunque sí es cierto que los meteoritos aportaron moléculas orgánicas.

De moléculas a células

Para que haya vida hacen falta compartimentos que separen el interior del exterior. Los lípidos forman espontáneamente vesículas en agua, y se cree que estas «protocélulas» pudieron encerrar moléculas autorreplicantes. Con el tiempo apareció el ADN como almacén estable de información y surgieron las primeras células procariotas, probablemente heterótrofas y anaerobias.

Después del origen

• Hace unos 3.000-2.700 millones de años, las cianobacterias empezaron a hacer fotosíntesis con liberación de oxígeno.
• Hace unos 2.400 millones de años, la Gran Oxidación elevó el oxígeno atmosférico y transformó la vida del planeta.
• Hace unos 2.000-1.800 millones de años surgieron las células eucariotas, por endosimbiosis según la teoría de Lynn Margulis.
• Hace unos 600 millones de años aparecen los primeros organismos pluricelulares complejos, y en el Cámbrico (hace unos 540 millones) se diversifican los animales.

Este proceso, que continúa con la evolución biológica, dio lugar a la actual biodiversidad.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Lane, N. (2015). The Vital Question: Energy, Evolution, and the Origins of Complex Life. W. W. Norton.
• Oparin, A. I. (1924). Proiskhozhdenie zhizni [El origen de la vida]. Moskovski Rabochii.
• Miller, S. L. (1953). «A production of amino acids under possible primitive Earth conditions». Science, 117, 528-529.