Teoría Quimiosintética de Oparin: Fases y Evidencia del Origen de la Vida

Teoría Quimiosintética: El Origen Químico de la Vida

La Teoría Quimiosintética, también conocida como la hipótesis de Oparin-Haldane, plantea el origen de la vida sobre bases racionales y científicas. Esta teoría brinda una explicación para el origen y el desarrollo de los organismos vivientes, explicando la aparición de la vida a través de reacciones químicas complejas que, con el paso del tiempo, dieron como resultado una molécula con propiedades similares a las que conferimos a los seres vivos.

En la Teoría Quimiosintética (TQ) se supone que las moléculas simples, existentes en un medio con las condiciones adecuadas y con el suficiente tiempo, reaccionaron durante distintas fases hasta originar una macromolécula orgánica o formas precelulares con características similares a la materia viva.

Fases de la Evolución Química Prebiótica

1. Formación de Compuestos Orgánicos Simples

Esta fase supone la existencia en el ambiente de compuestos orgánicos como las proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y grasas. Estos se formaron a partir de compuestos simples como el metano, amoníaco, vapor de agua e hidrógeno, utilizando para ello radiaciones y otras fuentes de energía disponibles en el medio primitivo.

Hipótesis y Evidencia Experimental (Miller)

La hipótesis planteaba: Si los aminoácidos, carbohidratos y proteínas pudieron haberse originado por la acción de las radiaciones, rayos y otras fuentes de energía a partir de moléculas simples (como el metano, amoníaco y vapor de agua), entonces similares fuentes de energía actuando en una mezcla de estas sustancias en el laboratorio deberían formar los mismos productos.

El experimento de Miller demostró, en condiciones similares a las del pasado terrestre, que las moléculas simples pueden unirse para formar compuestos orgánicos.

2. Síntesis de Macromoléculas

Hoy sabemos que los carbohidratos están formados por unidades de glucosa y las proteínas por secuencias de aminoácidos. Al estar presentes carbohidratos y aminoácidos, es probable que estos pudieran unirse para producir macromoléculas.

El profesor Sidney Fox experimentó utilizando calor como fuente de energía y, partiendo de moléculas simples, obtuvo macromoléculas proteicas. Su razonamiento se basó en la siguiente hipótesis:

Si la energía del calor proporcionó el medio para construir proteínas a partir de aminoácidos, entonces al calentar mezclas de aminoácidos u otras subunidades en el laboratorio también deberían producirse macromoléculas.

Parece ser que el calor suministró la energía necesaria para la formación de macromoléculas orgánicas.

3. Formación de Coacervados

Una vez formadas estas macromoléculas orgánicas, se enfrentan a dos posibilidades:

1. Su degradación al someterse a la misma energía que las formó.
2. Su combinación con otras para formar complejos moleculares.

Se presume que la polaridad de las moléculas fue un factor determinante para la formación de estos agregados moleculares.

El Experimento de Oparin

El científico ruso A. Oparin, en su libro El Origen de la Vida, propone la formación de coacervados. Sostiene que las sustancias proteicas, en condiciones específicas, tienden a agregarse en esferas (agregados moleculares) con una cierta membrana alrededor de ellas.

Oparin demostró que una mezcla de gelatina y goma arábiga (un carbohidrato), bajo condiciones determinadas, forma coacervados.

Nota sobre la polaridad: Las proteínas son compuestos con dos polos (negativos y positivos). La interacción con ácidos puede llevar a la ionización y la formación de estos agregados:

(+) Molécula proteica (+) + Ácido --> (+) (Molécula ionizada)

4. Incorporación de Ácidos Nucleicos y Continuidad Genética

Esta fase supuso la incorporación de los ácidos nucleicos a la macromolécula proteica. Esto garantizaba la continuidad genética, es decir, la transmisión de características positivas de las moléculas y la adquisición de otras nuevas.

Si esto resulta difícil de imaginar, pensemos en los virus, que están constituidos por una proteína y un ácido nucleico (ADN o ARN) y que pueden separarse y volverse a unir.

Esta etapa sugiere que los coacervados, al adquirir material genético, pueden considerarse verdaderos sistemas vivientes primitivos.

5. Mecanismos Evolutivos y Selección Natural

Una vez producida la continuidad genética, entraron en escena los mecanismos evolutivos, fundamentalmente los de la selección natural.

Prevalecieron aquellos organismos más eficientes para aprovechar la energía producida por la ruptura de los carbohidratos. Así, surgieron moléculas orgánicas con capacidad de aprovechar otras moléculas menos complejas (metabolismo primitivo).

6. Agotamiento de Nutrientes Orgánicos

Hasta este momento, los organismos habían subsistido utilizando las moléculas orgánicas disponibles en el medio primitivo. En la medida que el proceso de consumo ocurría, era pensable que llegaría un momento de agotamiento de los nutrientes orgánicos. Este escenario impulsó la necesidad de desarrollar mecanismos de síntesis propios (autotrofía), marcando un hito crucial en la evolución biológica.