Se le llama Síntesis Prebiótica al proceso por el cual se formaron las moléculas orgánicas que posibilitaron la aparición de la vida sobre la Tierra. Así las llamó Aleksandr Oparin en su libro de 1924 El origen de la vida en la Tierra. Oparin llamó síntesis prebiótica al proceso químico que posibilitó la aparición de las moléculas orgánicas, a partir de nutrientes básicos, que a su vez posibilitarían la aparición de la vida hace unos 4000 millones de años.

El mismo año que Oparin, otro científico J. B. S. Haldane, lanzó la hipótesis de que antes de que apareciese la vida, en los tiempos prebióticos, la Tierra era un gran caldo de cultivo, una sopa caliente diluida, en la que se formaron los compuestos orgánicos elementales de la vida, principalmente gracias a la ausencia de oxígeno.

Átomos y moléculas

Cuando pensamos en los seres vivos de la actualidad, debemos recordar que están formados por miles y millones de células. Esas células están formadas por moléculas, y las moléculas por átomos. El primer ser vivo que apareció sobre la Tierra era unicelular, es decir, que estaba formado por una única célula. Para que se den una idea, el cuerpo humano tiene unas 50 mil millones de células.

Pero vamos por partes. Para que pudiese aparecer la vida, lo primero que debemos tener en cuenta son los elementos químicos, que son las sustancias que no pueden descomponerse en sustancias más simples. Los elementos que nos importan para explicar el origen de la vida son:

• Carbono
• Hidrógeno
• Oxígeno
• Nitrógeno
• Azufre
• Fósforo

Todos son muy corrientes, se los encuentra fácil en cualquier lugar del planeta. Por ejemplo, el aire que respiramos, es una mezcla de oxígeno y nitrógeno.

Ahora, ¿qué es un átomo?. Todos estos elementos y sustancias están formados por átomos, una de las estructuras más pequeñas de la naturaleza. Los átomos no existen de forma aislada, casi siempre están asociados a uno o más átomos.

Casi siempre, cada uno de ellos está asociado con uno o más átomos. Cuando la asociación involucra átomos de una misma clase, tenemos los elementos de los que hablabamos al principio. A veces, la asociación involucra átomos de dos o más variedades, lo cual nos da un compuesto.

Ahora, ¿Qué es una molécula? Cualquier grupo de átomos (iguales o distintos) que forme una unión que no se disperse o se separe espontáneamente, recibe el nombre de molécula, palabra que deriva del latín «pequeña cantidad».

Si los átomos son las letras del lenguaje químico, las moléculas son las palabras. Por ejemplo: H20 es la fórmula química para indicar agua, y lo que significa es que tiene 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, con esos tres átomos se forma una molécula de agua.

¿Y qué tienen que ver los átomos y las moléculas con el origen de la vida?

Los tejidos vivos, las células, están formados por moléculas complejas, las proteínas y los ácidos nucleicos. Estas moléculas complejas están formadas por moléculas más simples, que en el caso de los tejidos vivos son las moléculas orgánicas llamadas aminoácidos. Existen cientos de tipos diferentes de aminoácidos, pero sólo 22 de ellos forman parte de las proteínas.

Se llama moléculas orgánicas a todas aquellas sustancias combustibles, es decir, que se pueden quemar. Las resistentes al calor son llamadas inorgánicas. Las sustancias orgánicas derivan directa o indirectamente de los organismos vivos. Pero claro, si estamos hablando del origen de la vida, en el inicio no había organismos vivos, sino tan sólo las moléculas orgánicas sueltas.

Pero las más importantes son las proteínas, moléculas extrañas que al calentarse no se transforman en líquidos, sino en sólidos. Piensen en la clara del huevo, por ejemplo. Las proteínas son cruciales para la vida, y son la clave para el origen de los primeros seres vivos de la Tierra.

Las proteínas constituyen el armazón estructural del cuerpo de los animales. Las arañas producen los hilos de sus telas, y las larvas de insectos las hebras de sus capullos, en ambos casos gracias a las fibras proteicas. Las escamas de los peces y los reptiles están constituidas principalmente por la proteína denominada queratina. Los pelos, plumas, cuernos, pezuñas, garras y uñas de los dedos —todo ello simplemente escamas modificadas— también contienen queratina. La piel debe su resistencia y flexibilidad a su elevado contenido de queratina. Los tejidos de sostén internos —cartílago, ligamentos, tendones, e incluso el armazón orgánico de los huesos— están constituidos en gran parte por moléculas proteicas tales como el colágeno y la elastina.

Ahora, no sólo las proteínas son importantes, sino también los ácidos nucleicos que mencionábamos antes, estos son el ADN y el ARN. Sin el ADN, los organismos vivos no podrían reproducirse, y la vida, tal como la conocemos, no podría haberse iniciado. Todas las sustancias de la materia viva dependen del ADN.

Así que lo más importante para el origen de la vida, termina siendo la aparición del ADN, una molécula compleja que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todo organismo vivo, y a la vez se ocupa de replicar esa información, transmitiéndolo a su descendencia.

Oparin y el origen de la vida

El libro de A. I. Oparin, El origen de la vida, fue publicado en 1924 en la Unión Soviética, y recién traducido al inglés en 1936. Oparin fue el primero en tratar con detalle científico y con la evolución en mente, el tema del origen de la vida.

Oparin lo que propuso fue que la Tierra primitiva de hace 4000 millones de años contenía los compuestos necesarios para la vida. Pero necesitaba el puntapié inicial, para que esas moléculas complejas se uniesen para formar a un ser vivo, que es lo que se conoce como la síntesis prebiótica.

Oparin imaginó que las temperaturas altas de aquella Tierra primitiva, junto con los rayos ultravioleta del sol, más los relámpagos, podrían haber provocado reacciones químicas entre los elementos básicos:

• Carbono
• Hidrógeno
• Nitrógeno
• Oxígeno

Las reacciones provocadas en esos elementos habrían dado origen a los aminoácidos, que vimos son los principales constituyentes de las proteínas y de los ácidos nucleicos. La evolución de la Tierra permitió que se formasen charcas a las que se arrastraron muchos tipos de moléculas, y a la vez también posibilitó la unión de los aminoácidos para formar las moléculas orgánicas. Este proceso es lo que se conoce como síntesis prebiótica.

Aquí entra también en acción John Haldane, quién junto con Oparin son los padres de las teorías modernas sobre el origen de la vida. Según Haldane, los primeros seres animados de la Tierra fueron virus que se crearon en lo que él llamó caldo primordial, que era el océano terrestre, repleto de moléculas orgánicas formadas de manera natural a partir de la energía física, como las que mencionaba Oparin, y por la química, es decir por la interacción entre las moléculas.

Luego la selección natural permitió la evolución hacia los primeros seres vivos unicelulares.

En 1952 llegó Stanley Lloyd Miller, quién realizó un experimento, haciendo circular agua, amoníaco, metano e hidrógeno a través de una descarga eléctrica (para simular la radiación ultravioleta del Sol). Al cabo de una semana analizó su solución por medio de la cromatografía y descubrió que, aparte de las sustancias elementales sin átomos de nitrógeno, contenía también glicina y alanina, los dos aminoácidos más simples, así como rastros de uno o dos más complicados.

O sea que el experimento de Miller había probado las teorías de Oparin y Haldane.

El experimento de Miller fue clave por muchas razones. En primer lugar, esos compuestos se habían formado con rapidez y en cantidades sorprendentes. Además, las moléculas orgánicas constituidas mediante el experimento de Miller eran del tipo también presente en los tejidos vivientes. El camino seguido por las moléculas simples a medida que ganaban complejidad, parecía apuntar directamente hacia la vida. Esa marcada querencia hacia la vida se manifestó de forma consistente en ulteriores experimentos más elaborados.

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