En continuación a la previa entrega de la Evolución de la vida en la Tierra, una serie de notas donde narramos la historia de la vida desde sus primeros vestigios en las aguas del planeta, hace más de 3,500 millones de años, hasta la conformación del Homo sapiens, presentamos la segunda parte de este especial.
Hablaremos de las dudas de la ciencia en torno a los compuestos y momentos clave que detonaron la máquina de la vida en el planeta. Como se abordó en la entrega anterior, la misma se formó hace 3,800-3,900 millones de años, en forma de bacterias comunes y arqueobacterias.
Sin embargo, hay un punto clave al que la ciencia, por ahora, no ha podido dar respuesta, aunque sí ha intentado.
Tiene que ver con los compuestos específicos, y el proceso que permitió la reproducción del ADN y ARN en esos primeros microorganismos, una función clave para la perpetuación de la vida y la herencia genética.
Las estructuras fundamentales
La ciencia ha inferido una serie de característicos que debió haber tenido el último ancestro universal de la humanidad, del que hablaremos a detalle en otra nota. Y es que se ha inferido que este guardaba su información genética en los ácidos nucleicos, es decir, ARN (ácido ribonucleico) y ADN (ácido desoxirribonucleico).
Tomando de base ello, la pregunta relevante en este punto, tal como lo apunta el químico Leslie Orgel, en su libro Origen de la vida en la Tierra, es ¿por medio de qué series de reacciones químicas surgió este sistema interdependiente de ácidos nucleicos y proteínas, sobre las que se basa la vida del último ancestro?
Primero ilustremos algo, y es que el ARN y ADN se componen de estructuras fundamentales básicas, llamadas nucleótidos. Estos últimos constan de:
- Un azúcar (desoxirribosa en el ADN, y ribosa en el ARN)
- Un grupo fosfato
- Una de las cuatro bases nitrogenadas.
En el ADN, las bases son adenina (A), guanina (G), citocina (C), y timina (T). En el ARN, el uracilo (U) sustituye a la timina (T).
Los nucleótidos cumplen una función, y es sintetizar las proteínas necesarias para dirigir reacciones requeridas para su sobrevivencia, reproducción, y perpetuación. La síntesis consiste en convertir la información que se halla en el ADN en moléculas de proteínas.
Un proceso difícil y el dilema de la ciencia
Teniendo en cuenta eso, aquí entra la duda y paradoja fundamental, y es que las proteínas SOLO se sintetizan si está presente su secuencia de nucleótidos correspondiente, y el ADN y ARN se sintetizan (replican) SOLO con la ayuda de las proteínas.
Es decir, para formar proteínas es absolutamente necesario que exista su secuencia de nucleótidos (que componen los ácidos nucleicos), y por su lado, para que se sintetice (transcriba) el ADN y ARN, es absolutamente necesario que existan proteínas, producto del primer proceso. No pueden vivir uno sin el otro.
«Es extremadamente improbable que las proteínas y los ácidos nucleicos, ambos estructuralmente complejos, surgieran espontáneamente en el mismo lugar y al mismo tiempo. También parece imposible tener uno sin el otro. Y así, a primera vista, uno tendría que concluir que, de hecho, la vida nunca pudo haberse originado por medios químicos», dice la autora en el libro.
¿Qué fue primero, el huevo o la gallina? Si ambos procesos dependen entre sí para existir, nos hallamos en la terrible duda de cómo se originaron las bacterias comunes y arqueobacterias con capacidad reproductiva, que darían comienzo a la vida en la Tierra tal y como la conocemos.
A propósito, conviene traer el último párrafo del Origen de las especies, del naturalista Charles Darwin:
"Hay grandeza en esta concepción de que la vida, con sus diferentes fuerzas, ha sido alentada por el Creador en un corto número de formas o en una sola, y que, mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un principio tan sencillo, infinidad de formas, de las más bellas y portentosas".
El proceso de transcripción
Conviene aclarar que el proceso de transcripción, según el Instituto Nacional de Cáncer de los Estados Unidos, es aquel mediante el cual una célula elabora una copia de ARN de una pieza de ADN. Esta copia de ARN, que se llama ARN mensajero (ARNm), transporta la información genética necesaria para elaborar las proteínas en una célula.
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El ARN autorreplicante, un camino para explicar el origen de la vida en la Tierra
Bien, llegados a este punto, conviene explicar la hipótesis que propone la autora para resolver la disyuntiva, junto a Carl Woese y Francis Crick.
Postulan que el ARN se pudo haber originado primero, y luego establecido algo llamado «el mundo del ARN», en el cual el ARN catalizaba todas las reacciones químicas necesarias para que sobreviviera y se replicara un precursor del último ancestro común de la vida, sin la necesidad de las proteínas formadas por la secuencia de nucleótidos que componen el ADN y ARN.
Al contrario, plantean que el ARN mismo habría desarrollado capacidad para unir aminoácidos, y así formar proteínas.
Sin embargo, acotan que esto pudo haber ocurrido si hubieren existido dos propiedades que no son evidentes hoy en día: la capacidad de replicarse sin la ayuda de proteínas, y la de catalizar cada paso de la síntesis de proteínas.
Hasta el momento, el proceso fundamental sigue en el eterno enigma.
¿La vida en la Tierra vino desde el espacio?
Esta interrogante, que ya se bosquejaba en la nota anterior, consiste en la imposibilidad de confirmar con certeza si ciertos compuestos clave para la vida vinieron directamente de rocas o material espacial, que luego, dadas las condiciones propicias de la atmósfera y de la Tierra en general, contribuyeron a la formación de vida.
El año pasado, la NASA descubrió compuestos del ADN y ARN (citosina y timina), en un meteorito que cayó en nuestro planeta, lo que refuerza tal hipótesis, pues en los primeros años de vida de la Tierra, el bombardeo espacial era intenso.
«¿Cómo comenzó la vida? Si bien no sabemos exactamente, los científicos encontraron las últimas dos de las cinco unidades informativas de ADN y ARN, que aún no se habían descubierto en los meteoritos, lo que brinda evidencia de que las reacciones químicas en los asteroides pueden producir algunos de los ingredientes de la vida».
No obstante, este punto pasa como misterio anecdótico, y no resulta de gran importancia, aunque responderlo definirá dos cosas interesantes.
¿Vida extraterrestre?
Lo primero es que, si vinieron del exterior, significa que nuestra formación como especie no está totalmente restringida a la Tierra. Es decir, no nos formamos de manera completamente orgánica en nuestro planeta, con elementos propios, sino que se necesitó de la intervención de un agente exógeno.
Y lo segundo, que tiene que ver con el anuncio de la NASA, es que, si hay compuestos que forman vida en planetas con condiciones propicias, tal como pudo haber sucedido aquí, es posible que ese patrón se repita en otras partes del universo, en estrellas lejanas.
Esto, al final, abre la ventana hacia la posibilidad de vida, incluso inteligente, más allá de la Tierra.
En la siguiente entrega del especial Evolución de la Vida en la Tierra, abordaremos la salida de las aguas, el momento de la historia donde algunos seres vivos emergen del entorno acuático, para convertirse en verdaderos animales terrestres. Esta es la antesala a la existencia del último ancestro común universal.
