Definición de abiogénesis
La abiogénesis es la creación de moléculas orgánicas por fuerzas distintas de los organismos vivos. Mientras que los organismos pueden crear enlaces carbono-carbono con relativa facilidad gracias a las enzimas, para hacerlo de otra manera se requieren grandes aportes de energía. Al principio de la historia de la ciencia, este hecho se utilizó para rebatir la evolución, ya que no se podía concebir cómo se podían producir moléculas orgánicas a partir de fuentes no orgánicas. La teoría de la abiogénesis como teoría evolutiva recibió mucho crédito cuando Stanley Miller llevó a cabo su famoso experimento para intentar demostrar el comienzo inorgánico de la vida.
Miller combinó varios gases que se pensaba que existían en los primeros estadios de la Tierra. Estos gases se combinaron en una cámara y se les aplicó una gran cantidad de electricidad durante semanas. Después de la prueba, Miller analizaba las muestras. Descubrió que las moléculas habían comenzado el proceso de combinación en moléculas más avanzadas. Miller teorizó que, a lo largo de miles de millones de años, estas moléculas podrían combinarse en versiones autorreplicantes, como el ARN y el ADN. Otros experimentos de laboratorio confirmaron estos hallazgos en décadas posteriores. Varios experimentos muy precisos han aportado pruebas suficientes de que muchas de las estructuras moleculares de las células podrían crearse a partir de soluciones inorgánicas con un aporte de energía. Tanto los polipéptidos (proteínas) como el ARN han sido sintetizados de esta manera.
La síntesis tanto de proteínas como de ARN en el laboratorio es una prueba crucial para la teoría de la abiogénesis. Se cree que la abiogénesis de estas moléculas podría conducir a moléculas de ARN autorreplicantes. Se sabe que tanto las proteínas como las moléculas de ARN actúan como catalizadores. Estas moléculas, producidas por la abiogénesis, podrían catalizar importantes reacciones que podrían conducir a la replicación del ARN y a la producción de complejos como el ribosoma, que traduce las proteínas a partir de mensajes de ARN. La formación de estas dos moléculas mediante la abiogénesis demuestra que los primeros pasos de la teoría de la abiogénesis podrían haber tenido lugar. Debido a la gran cantidad de energía utilizada, algunos científicos argumentan que la teoría de la abiogénesis no tiene en cuenta la cantidad de rayos y otras fuentes de energía en la atmósfera primitiva.
Teoría de la abiogénesis
La teoría de la abiogénesis es la teoría de que toda la vida comenzó a partir de moléculas inorgánicas, que se recombinaron de diferentes formas debido al aporte de energía. Estas diferentes formas acabaron formando una molécula autorreplicante, que puede haber utilizado las otras moléculas producidas por la abiogénesis para empezar a crear las estructuras básicas de la vida, como la célula.
Así como las poblaciones cambian con el tiempo en la evolución de los organismos, la evolución de las moléculas implica el cambio de las moléculas con el tiempo. Los científicos especulan que las primeras moléculas autorreplicantes fueron probablemente moléculas de ARN. Se sabe que algunas moléculas de ARN tienen la capacidad de catalizar la formación de nuevas moléculas de ARN, como se observa en los ribosomas de casi todas las criaturas de la Tierra. Una de estas primeras moléculas de ARN se formó justo a tiempo, de manera que produjo una molécula de ARN idéntica a ella. La concentración de esta molécula en la sopa prebiótica aumentó drásticamente, y la molécula siguió interactuando consigo misma y con algunas proteínas formadas a su alrededor, también por abiogénesis.
Con el tiempo, la molécula de ARN adquirió mutaciones que le permitieron sintetizar una proteína que produciría más ARN. Otras mutaciones hicieron que se crearan proteínas que sintetizaban hebras de ADN a partir del ARN. Así nació el genoma del organismo moderno. A lo largo de millones de años de historia evolutiva, los cambios se acumularon lentamente en estas moléculas, dando lugar a la complejidad de la vida que vemos hoy. Varios científicos que estudian la teoría de la abiogénesis discuten sobre el punto exacto en el que la abiogénesis se convierte en biogénesis. Se pueden ver argumentos similares en el caso de si los virus constituyen o no organismos vivos. La abiogénesis, por definición, es simplemente la creación de moléculas orgánicas a partir de fuentes inorgánicas. No implica necesariamente dónde comienza la vida.
- Evolución – Proceso que cambia las poblaciones de organismos a lo largo del tiempo, adaptándolas al medio ambiente.
- Inorgánico – Moléculas que contienen poco carbono, no fabricadas en organismos vivos.
- Orgánico – Moléculas sintetizadas en organismos vivos que contienen muchos enlaces carbono-carbono.
- Ribosoma – Una de las primeras máquinas celulares, capaz de producir proteínas a partir de moléculas de ARN y aminoácidos.
Quiz
1. Un virus se adhiere a una célula y le inyecta ADN. Las proteínas y estructuras de la célula crean proteínas a partir del ADN, que crean más casos de ADN y proteínas virales. Actualmente, los virus no se consideran «vivos». ¿Es esto abiogénesis?
A. Sí, porque el virus no es un organismo vivo pero está creando proteínas.
B. No, porque la célula sigue siendo responsable de los nuevos materiales.
C. Sí, pero sólo si no hay carbono en el nuevo material.
2. ¿Cuál de las siguientes es una crítica válida a la teoría de la abiogénesis?
A. Los niveles de energía necesarios para producir moléculas autorreplicantes no son posibles fuera del laboratorio.
B. No podemos saber cómo era la atmósfera de la pre-Tierra.
C. Si el ARN se formó primero, no habría razón para el ADN.
3. ¿Por qué se combinan naturalmente las moléculas en la naturaleza?
A. Se atraen naturalmente entre sí.
B. Los productos de sus reacciones son más estables.
C. Todas las anteriores.