Origen de la Vida: De la Generació Espontània a la Cèl·lula

Generació Espontània: Creences i Refutacions

La generació espontània era la creença que la vida podia sorgir espontàniament a partir de la matèria inerta, com cucs a partir del fang o de la carn en putrefacció. Entre els seus defensors trobem figures com Aristòtil, Sant Tomàs d'Aquino, Georges Buffon i Jean-Baptiste de Lamarck. Detractors d'aquesta teoria foren Francesco Redi, Lazzaro Spallanzini, Louis Pasteur i Charles Darwin.

Aristòtil defensava que tot ésser estava format per un principi passiu, la matèria, i un principi actiu que li donava forma i vitalitat. Aquest principi actiu es trobava, segons ell, en la llum solar, en la carn en putrefacció i en altres substàncies. Van Helmont, per la seva banda, afirmava que si s'agafava una camisa bruta i es deixava amb grans de blat durant 20 dies en un lloc fosc, hi apareixerien ratolins. Segons ell, el principi actiu es trobava en la suor humana. Entre aquests autors van passar 1964 anys.

L'Església va acceptar aquesta teoria, però li va canviar el nom per vitalisme, assegurant que la vida era vital per a existir.

Els Primers Experiments contra la Generació Espontània

A partir del segle XVII es van dissenyar els primers experiments per demostrar la falsedat de la generació espontània. Un dels primers científics a fer-ho va ser F. Redi, que va dipositar un tros de carn en un pot obert i un altre en un pot tancat. En el pot obert van aparèixer mosques, mentre que en el tancat no. Així, va demostrar que els cucs blancs no s'havien format per generació espontània, sinó que naixien dels ous de les mosques de la carn. No obstant això, no va aconseguir que tothom negués la teoria, ja que al segle XVII científics com Buffon encara n'eren partidaris.

La polèmica entre Spallanzini i Needham va sorgir quan el primer va repetir l'experiment de Redi, però utilitzant pa. La polèmica va sorgir quan es van considerar infusions que es trobaven tèrboles i després hi apareixien microorganismes. En canvi, Needham va demostrar que la calor destruïa la força responsable de l'aparició de microorganismes.

Pasteur i la Refutació Definitiva

El microbiòleg francès Louis Pasteur va demostrar que la matèria viva no podia sorgir de la matèria inerta. Va utilitzar recipients llargs i corbats amb forma de S, a l'interior dels quals va col·locar un brou que va bullir per eliminar els microorganismes. A l'entrada va col·locar un líquid per impedir l'entrada de nous microorganismes. D'aquesta manera, el brou podia conservar-se estèril sense que hi entrés aire.

La Llei de la Biogènesi

La llei de la biogènesi estableix que els éssers vius produeixen altres éssers vius. Per exemple, si un pardal posa ous, en naixeran més pardals. Aquesta llei afirma que la vida no s'origina de coses inertes presents al medi, sinó d'altres éssers vius.

L'Aparició del Primer Ésser Viu al Planeta

Aparició del primer ésser al planeta:

• Formació de molècules orgàniques.
• Formació del brou primitiu.
• Formació de molècules orgàniques més complexes.
• Formació de coacervats.
• Formació de les primeres cèl·lules.

Característiques Comunes a Tots els Éssers Vius

Quines característiques tenen en comú tots els éssers vius?

• Estem formats pels mateixos elements químics i molècules.
• Fem les mateixes funcions vitals.
• La cèl·lula és la unitat anatòmica i fisiològica del nostre cos.
• Diferents estructures que formen la cèl·lula.
• Rutes metabòliques d'on s'obté energia.
• La molècula que emmagatzema la informació necessària.
• Codi genètic.

L'Evolució Prebiòtica i l'Origen de la Vida

L'aparició de la primera cèl·lula s'anomena evolució prebiòtica. La vida va aparèixer perquè es van donar les condicions necessàries perquè aquest fet es produís. Una de les teories més acceptades sobre l'origen de la vida és la del bioquímic rus Oparin (1924), completada després per l'anglès Haldane (1929).

La Terra té uns 4500-4600 milions d'anys. Els fòssils més antics de bacteris estan datats de fa 3500 milions d'anys i van ser trobats a Austràlia. Podem situar l'aparició de la vida entre fa 3500 i 4000 milions d'anys, després de la consolidació de l'escorça terrestre i l'aparició dels mars primitius. Els bacteris van ser els únics habitants del planeta durant 2000 milions d'anys. Les primeres cèl·lules eucariotes van aparèixer fa 1500 milions d'anys, els primers animals fa només 700 milions d'anys i els humans fa 100.000 anys.

La vida va aparèixer segons dues vies: 1) organismes vius que procedeixen d'altres llocs de l'univers i arriben a la Terra; 2) al planeta, gràcies a les condicions de la Terra, a partir d'una evolució química de la matèria inerta.

El Model d'Oparin i Haldane

Com va aparèixer la vida? El 1924, el bioquímic rus Oparin va publicar"L'origen de la vid", on explicava l'origen de la vida en termes de processos físics i químics a partir de la matèria inerta de la Terra primitiva. En l'atmosfera primitiva reductora (amb metà i hidrogen), amb la quantitat d'energia adequada, podrien haver tingut lloc les reaccions químiques necessàries per formar matèria orgànica senzilla. Aquestes molècules podrien reaccionar entre elles per formar molècules orgàniques complexes, acumulant-se en els mars primitius, que esdevindrien mars plens de matèria orgànica (sopa prebiòtica). Les molècules s'anirien acumulant i reaccionant entre elles per formar molècules orgàniques complexes (macromolècules), que es concentrarien per formar els primers coacervats (espais limitats per macromolècules que tanquen una dissolució aquosa plena d'altres molècules i macromolècules, capaços de créixer i dividir-se). Els primers coacervats evolucionarien mitjançant reaccions químiques que permetrien augmentar la complexitat i l'organització d'aquelles gotes de vida primitiva. Quan sobrepassaven certes dimensions, aquests coacervats es dividien en d'altres de més petits. En alguns d'ells va aparèixer algun tipus de macromolècula capaç d'emmagatzemar la informació necessària per mantenir la complexitat i l'organització, i capaç de passar-la als coacervats fills (protobionts).

El 1929, el bioquímic anglès Haldane va publicar un article on defensava unes idees molt semblants a les d'Oparin. La teoria es coneix com a model d'Oparin i Haldane.

El 1953, James Watson i Francis Crick van publicar l'estructura de la molècula de l'herència (la doble hèlix d'ADN).

Hipòtesi d'Oparin: Evolució Prebiòtica

• Formació de molècules orgàniques senzilles.
• Formació del brou primitiu.
• Formació de molècules orgàniques complexes.
• Formació de coacervats.
• Formació de les primeres cèl·lules.
• Àcids nucleics com a macromolècules transmissores de l'herència.