ORIGEN DE LA VIDA

Teorías sobre el origen de la vida




En el siguiente video podrás conocer la hipótesis de la Panspermia y algunas investigaciones que aportan datos a su favor. Realiza una valoración crítica sobre esta hipótesis.

Las teorías actuales sobre el origen de la vida barajan varios ambientes como lugares idóneos para que se originase la vida en ellos. Lee el siguiente artículo y responde:

1. ¿Qué problemas plantea la teoría clásica sobre el origen de la vida en la Tierra desde una síntesis prebiótica?.

2. ¿Qué ambientes geológicos podrían haber favorecido la aparición de la vida?.

3. ¿Qué pruebas hacen pensar en las chimeneas hidrotermales como posibles lugares donde la vida pudo originarse?.

"Si los resultados obtenidos de los modelos de formación planetaria que acabamos de ver son correctos, se plantean varios problemas importantes para la teoría clásica del origen de la vida en la Tierra desde una sintesis prebiótica. El primero es que todos los experimentos muestran que en un atmósfera dominada por el CO2 (y no la reductora del experimento de Miller), la producción de moléculas orgánicas es mínima. El segundo problema importante es que, aunque dispusieramos de abundantes moléculas orgánicas (por ejemplo traídas desde el espacio), es necesario un mecanismo para concentrarlas, ya que sino la química y dinámica del océano primordial harían altamente improbable que reaccionaran entre ellas. Para ello se han propuesto varias soluciones, desde entornos geológicos "privilegiados" como lagunas evaporíticas costeras (dónde la evaporación del agua de mar concentraría los productos orgánicos), hasta el papel de algunos minerales como catalizadores de las reacciones. Como ya hemos mencionado previamente, un ejemplo son las arcillas, que en su crecimiento son capaces de reproducir capa a capa las irregularidades en su estructura. De hecho se ha observado experimentalmente en arcillas la formación y polimerización de amino-ácidos. Las piritas (sulfuros de hierro muy abundantes) también han sido propuestas como elementos claves en reacciones prebióticas. Esto se debe a que la superficie de la pirita contiene cargas positivas en las cuales se pueden "enganchar" moléculas orgánicas, que podrían ir uniendose a otras similares cercanas, formando así moléculas complejas. Estas reacciones de "unión" podrían además verse favorecidas por la energía en forma de electrones que se libera en la formación de las piritas. Otra propuesta alternativa resalta la importancia de la formación de "proto-membranas" inorgánicas, como por ejemplo "burbujas" de sulfuros de hierro formadas en chimenas hidrotermales submarinas. 

Fue precisamente el descubrimiento hace unos años de estas chimeneas hidrotermales submarinas, y el de los ecosistemas que las rodean, lo que motivó la aparición de una línea totalmente nueva de modelos sobre el origen de la vida, debido a los procesos físico-químicos que ocurren allí. En estas chimeneas hidrotermales submarinas, que se producen principalmente cerca de las dorsales submarinas, se produce la salida hacia el mar de agua caliente (hasta 450 º C) muy cargada de metales. Ésta es agua de mar que se ha filtrado en el fondo marino, y ha sido calentada en el subsuelo por las cámaras magmáticas que existen en la zona. Este agua caliente en su ascenso interacciona con las rocas volcánicas cargandose de metales, junto con gases de origen volcánico (p.ej., CO2 ). Lo más interesante de estas zonas para las hipótesis de origen de la vida, es que esta sálida de agua caliente provoca un fuerte desequilibrio químico, debido a la mezcla de aguas (el fluido hidrotermal y el agua marina) con importantes diferencias en contenido de metales, pH, temperatura y oxígeno. Este mezcla provoca la precipitación de minerales metálicos, y la energía química que utilizan muchos de los microrganismos quimiolitrotofos que viven hoy día en estos lugares. Pero además, en este ambiente se producen síntesis de compuestos orgánicos similares a los del experimento de Miller, pero a partir de CO2 y H2 , y de manera termodinámicamente muy parecida a las de aquel experimento, ya que están relacionadas con descargas de energía en una mezcla inestable de compuestos. Algunos experimentos y modelos realizados en los últimos años muestran que se produce una casi completa conversión de todo el carbono inorgánico emitido (principalmente CO2) en compuestos orgánicos, los cuales son más estables en este medio hidrotermal que las mezclas de CO2 y H2. 

Una de las grandes ventajas de estos ambientes como hipotéticos lugares para el origen de la vida, es que con los procesos físico-químicos que se proponen, no se depende de las condiciones externas (composición o temperatura atmosférica) para la síntesis de los compuestos orgánicos complejos. Además, se producen una gran cantidad de minerales (piritas o arcillas) dónde se pudieran catalizar las reacciones prebióticas. Además, su localización en el fondo marino los protege de factores ambientales "peligrosos" existentes al inicio del Arcaico, como la potente radiación ultravioleta que llegaba a la superficie (recordar que no había oxígeno para hacer una "capa de ozono"), o los grandes impactos meteoríticos de esa época, que sin duda afectaron profundamente a la zona oceánica superficial. 

  

También hay "puntos fuertes" biológicos en el modelo de origen de la vida en estos ambientes. El primero tiene relación con las proteinas. Hay dos características importantes de éstas que podrían estar reflejando una "herencia" biológica de estos ambientes: 1) el hecho de que incluyen metales (como niquel, molibdeno, cobre , cobalto o zinc) que son muy característicos de estos ambientes; y 2) la posibilidad de que las chaperonas (proteinas que ayudan al plegamiento de otras) provengan de proteinas resistentes a la altas temperaturas. Además, el "arbol de la vida" filogenético muestra en todas sus ramas más bajas, organismos que viven a altas temperaturas, lo que podría estar apuntando a que el Último Ancestro Común era un organismo que vivía en ambientes como las chimeneas hidrotermales. Sin embargo, mucha gente resalta que del origen de la vida al Último Ancestro Común hay un camino muy largo, y que las características de éste último no tiene por qué estar hablándonos de las características de los primeros organismos ni de su ambiente de formación. En ese sentido, el carácter termófilo de las ramas más bajas del arbol, podría estar reflejando un "cuello de botella" evolutivo relacionado con los efectos de los grandes impactos sobre la Tierra en el Gran Bombardeo Meteorítico Terminal. Uno de estos impactos podría haber afectado a toda la biosfera incipiente al "hervir" los océanos, pemitiendo sólo la supervivencia de los organismos que vivían en el fondo marino y estaban preparados para las altas temperaturas. Es decir, la biosfera que conocemos podría provenir en su totalidad por evolución de una pequeña comunidad de "supervivientes" preparados para vivir "químicamente" a altas temperaturas. Lo que, paradójicamente, ahora consideramos un "ambiente extremo".

                                Fuente: http://www.dmae.upm.es/Astrobiologia/Curso_online_UPC/capitulo11/5.html

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