Resumen del libro "el origen de la vida"

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Si bien es cierto que la Tierra se formó, junto con el resto del Sistema Solar, de una nube densa de material interestelar que contenía una gran cantidad de compuestos orgánicos, es poco probable que estas moléculas hayan podido sobrevivir a las altas temperaturas que se generaron en las partes internas de la nebulosa solar durante su colapso. Es probable que durante algún tiempo la Tierra circulase alrededor del Sol como un planeta carente de atmósfera. Pero esta situación habría de durar poco tiempo; grandes cantidades de gases provenientes de fisuras en la superficie y de los primeros volcanes fueron exhaladas del interior de la Tierra. El resultado de estos procesos de desgasamiento interno de la Tierra fue la rápida formación de la llamada atmósfera secundaria. Los procesos de enfriamiento de la Tierra provocaron que el agua, que se encontraba en la atmósfera como vapor, se condensara, precipitándose en forma de lluvias torrenciales que fueron disolviendo grandes cantidades de sales minerales de la superficie terrestre formando así los primeros océanos; éstos tenían un pH de aproximadamente 8 y temperaturas cercanas a las de ebullición del agua. En este ambiente fue donde se iniciaron los procesos de evolución que precedieron a la aparición de la vida en la Tierra.

Uno de los experimentos que vino a demostrar que los procesos de evolución química que antecedieron a la vida pudieron haber ocurrido en la Tierra primitiva, fue el que realizó en 1953 Stanley L. Miller, para llevarlo a cabo intentaron simular en el laboratorio las posibles condiciones de la atmósfera secundaria de la Tierra. Colocaron una mezcla de hidrógeno, metano y amoniaco en un matraz, al que le llegaba constantemente vapor de agua y en el cual se colocaron electrodos que produjeron descargas eléctricas durante una semana; al cabo de ésta, se analizó el agua que se había condensado al enfriarse y que tenía disueltos productos de las reacciones químicas. La sorpresa fue extraordinaria: el análisis reveló componentes de las proteínas que forman los seres vivos.

El siguiente paso trascendental en la evolución pre biológica era la aparición de los enlaces covalentes que permitiría la formación de moléculas y la posterior aparición de polímeros. Todos estos experimentos parecen sugerir que las biomoléculas que precedieron a los seres vivos en la Tierra se pudrieron haber formado fácilmente gracias a diversos mecanismos.

En las moléculas existen dos formas, una de ellas orientada hacia la derecha, otra puede ser químicamente idéntica orientada hacia la izquierda. En el mundo de lo no vivo, los dos tipos de moléculas existen en cantidades iguales, formando una mezcla racémica.

La formación de pequeños sistemas constituidos por gotitas de agua de tamaño microscópico en las que se encontraban disueltas grandes cantidades de estos mismos polímeros y de muchas otras sustancias orgánicas. Este tipo de sistemas representan un cambio fundamental en la organización de la materia que podemos estudiar a partir de modelos que fácilmente se forman en el laboratorio, tales como los coacervados y las microesférulas proteicas.

Uno de los modelos más estudiados como un posible antecesor de las primeras células es el de los coacervados. Originalmente fueron sugeridos como un modelo del citoplasma por B. de Jong, quien demostró que mezclando dos soluciones diluidas de compuestos de alto peso molecular, se podían obtener gotitas microscópicas, que Jong llamó coacervados. Oparin y sus discípulos se dieron a la tarea de investigar minuciosamente las propiedades de los coacervados. Así lograron demostrar que ocurrían una serie de procesos físicos y de reacciones químicas de relativa complejidad. Entre los resultados más importantes encontrados por Oparin y sus colaboradores está la demostración de que en el interior de un coacervado pueden ocurrir reacciones químicas que llevan a la formación de polímeros. En otros experimentos Oparin logró demostrar que, a partir de coacervados preparados con clorofila, se podían lograr reacciones de oxidación-reducción en presencia de luz.

Sidney W. Fox, en cambio, ha sugerido que las primeras células fueron directamente precedidas por lo que él ha llamado microesférulas proteicas, que son pequeñas gotitas que se forman en soluciones concentradas de proteinoides, y cuyas dimensiones son comparables a las de una célula típica. Las microesférulas presentan una gran similitud morfológica y aun dinámica con las células.

En 1930 un científico mexicano, don Alfonso L. Herrera, empezó a experimentar con una serie de estructuras minúsculas, con apariencias de microorganismos. Logró obtener una gran variedad de estructuras, algunas de las cuales, enviadas a diferentes microbiólogos, fueron identificadas como diversas especies de microorganismos. Herrera estructuró la teoría de la plasmogenia. En 1942 publicó un artículo en el que describió la formación de lo que llamo sulfobios, que no eran sino microestructuras organizadas con apariencia de células. Los experimentos de Herrera no lograron la reproducción de los sulfobios ni proporcionaban criterios entorno al origen de las enzimas y el metabolismo.

Se podría afirmar que la existencia de una frontera entre dos fases físicas diferentes implica la formación de una región de composición química y de estructura molecular característica. Éste es un fenómeno que se presenta espontáneamente en el momento en que un sistema cualquiera surge teniendo una frontera de fases o de interfaces, y lleva a la formación de una membrana.

La naturaleza de las membranas que se forman en las estructuras precelulares depende de las moléculas presentes y de las características de la interface donde se acumulan las moléculas. Al formarse los sistemas precelulares en la Tierra primitiva, algunas proteínas, grasas o carbohidratos presentes en las lagunas y pequeños charcos pudieron haberse convertido en el material de donde surgieron las primeras membranas. Estas moléculas se pudieron haber organizado espontáneamente en una red estructural alrededor de una gotita rica en compuestos orgánicos. Las primeras membranas que surgieron en los sistemas precelulares en los mares primitivos no únicamente aislaban el interior de los sistemas polimoleculares del medio externo, sino que permitieron el intercambio de materia y energía entre ambos, sirviendo al mismo tiempo como un medio sustentador donde las macromoléculas interaccionaban entre sí, dando lugar a niveles más complejos de organización que permitirían la aparición posterior de los primeros seres vivos.

Todos los seres vivos en la Tierra poseen dos tipos fundamentales de moléculas: las proteínas y los ácido nucleicos.