Teoría de Oparin

La teoría de Oparin, también llamada teoría de la evolución química o hipótesis Oparin-Haldane, explica el origen de la vida en la Tierra como el resultado de una larga evolución de moléculas inorgánicas hacia compuestos orgánicos cada vez más complejos, hasta formar las primeras células. Fue formulada por el bioquímico soviético Aleksandr Oparin en 1924 y, de manera independiente, por el británico John B. S. Haldane en 1929.

¿Qué es la teoría de Oparin?

Hasta mediados del siglo XIX se aceptaba la generación espontánea, idea que Louis Pasteur refutó con sus experimentos en 1861. La pregunta quedó entonces abierta: si los seres vivos solo proceden de otros seres vivos, ¿cómo surgieron los primeros? Oparin propuso en su libro El origen de la vida (1924, ampliado en 1936) una respuesta química: en las condiciones de la Tierra primitiva, sin oxígeno libre ni organismos que consumieran las moléculas orgánicas, estas pudieron acumularse y combinarse hasta dar lugar a sistemas con propiedades vitales.

Aleksandr Oparin (1894-1980) fue profesor en la Universidad de Moscú y uno de los fundadores del Instituto de Bioquímica de la Academia de Ciencias de la URSS. Haldane planteó una idea muy parecida, con el concepto de «caldo caliente y diluido» en los océanos primitivos, por lo que hoy se habla de la hipótesis de Oparin-Haldane.

Postulados principales

• La Tierra se formó hace unos 4.540 millones de años y su atmósfera primitiva era reductora: contenía vapor de agua, metano, amoníaco e hidrógeno, y casi nada de oxígeno libre.
• Fuentes de energía como la radiación ultravioleta, las descargas eléctricas de las tormentas, el calor volcánico y la radiactividad impulsaron reacciones químicas.
• Se formaron compuestos orgánicos sencillos (aminoácidos, azúcares, bases nitrogenadas) que se acumularon en los mares, formando una «sopa primitiva».
• Esos compuestos se unieron en polímeros (proteínas, ácidos nucleicos) y se organizaron en agregados.
• Los agregados se aislaron del medio y evolucionaron hasta convertirse en las primeras células.

Etapas de la evolución química

1. Síntesis abiótica de moléculas orgánicas simples a partir de gases atmosféricos y agua.
2. Formación de polímeros: unión de aminoácidos en proteínas y de nucleótidos en ácidos nucleicos.
3. Formación de coacervados: gotas microscópicas de moléculas orgánicas, rodeadas de una capa de agua, separadas del medio. Podían absorber sustancias, crecer y dividirse, aunque no son seres vivos.
4. Aparición de las primeras células: con material genético y metabolismo, probablemente heterótrofas y anaerobias, que se alimentaban de la materia orgánica del entorno.
5. Origen de los autótrofos: con la aparición de organismos fotosintéticos se empezó a liberar oxígeno, que transformó la atmósfera y permitió más adelante la respiración aerobia.

Los coacervados

Oparin los consideró precursores de la célula. Se trata de gotas de coloides que se forman espontáneamente en el agua, con una membrana de moléculas de agua. Experimentó con soluciones de proteínas, carbohidratos y otros compuestos y observó cómo estas gotas incorporaban sustancias del exterior y catalizaban reacciones. Hoy se discute su verdadera importancia en el origen de la vida, pero siguen siendo un modelo útil para estudiar la formación de compartimentos primitivos.

El experimento de Miller y Urey

En 1953, Stanley Miller y su director Harold Urey, de la Universidad de Chicago, comprobaron en el laboratorio la viabilidad de esta idea. Reprodujeron la atmósfera primitiva con metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua, aplicaron descargas eléctricas y, al cabo de unos días, hallaron en el agua varios aminoácidos. Fue la primera demostración experimental de que, en condiciones que pretendían simular la Tierra primitiva, podían formarse aminoácidos de manera abiótica.

Críticas y nuevas ideas

La teoría ha sido revisada con nuevos conocimientos:

• Muchos geoquímicos creen hoy que la atmósfera primitiva era menos reductora de lo que Oparin supuso, con más dióxido de carbono y nitrógeno, aunque los experimentos posteriores siguen produciendo moléculas orgánicas en otras condiciones.
• La hipótesis del mundo de ARN propone que antes de las proteínas y el ADN existieron moléculas de ARN capaces de almacenar información y actuar como catalizadores.
• Las fuentes hidrotermales del fondo marino se consideran otro posible escenario para el origen de la vida.
• La panspermia sugiere que la vida llegó del espacio, y otras hipótesis afines, que parte de los compuestos orgánicos llegaron en meteoritos y cometas; se han encontrado aminoácidos en meteoritos como el de Murchison.

Los fósiles más antiguos aceptados, como los estromatolitos, tienen unos 3.500 millones de años, lo que sitúa el origen de la vida, como mucho, unos mil millones de años después de la formación de la Tierra.

Importancia de la teoría

La teoría de Oparin fue la primera hipótesis científica coherente que planteó el origen de la vida como un proceso natural y gradual de evolución química, y abrió la puerta a la experimentación. Es la base de la química prebiótica y de buena parte de la investigación actual en el origen de la vida y en la búsqueda de vida en otros planetas.

Preguntas frecuentes

Referencias

• Oparin, A. I. The Origin of Life (traducción inglesa de 1938). Macmillan.
• Miller, S. L. (1953). «A production of amino acids under possible primitive Earth conditions». Science, 117.
• Reece, J. B. et al. Campbell Biología. Pearson.