30 de diciembre de 2010

EL ORIGEN DE LA VIDA (y Parte III)

¿Cómo surgió la vida? "Lo que no sabemos hoy lo sabremos mañana". Esta simple declaración subraya la conclusión de un informe sobre el Origen de la vida escrito por el biólogo ruso Aleksandr Ivanovich Oparin en 1924. Era la primera vez que se hacía una apreciación moderna del asunto y se abría un nuevo capítulo en la comprensión de la vida. No fue por casualidad que como materialista y como dialéctico viese este tema de una manera original. Fue un principio decidido, en los inicios de la bioquímica y la biología molecular, que fue apoyado por la contribución independiente del biólogo británico J. B. S. Haldane (otro materialista) en 1929. Este trabajo produjo la hipótesis Oparin-Haldane en la que se basa la subsiguiente comprensión de todo el origen de la vida. "En Él", escribe Asimov, "los problemas del origen de la vida se trataban por primera vez en detalle desde un punto de vista completamente materialista. Ya que la Unión Soviética no estaba inhibida por los escrúpulos religiosos a los que las naciones occidentales se sentían ligadas, esto, quizás, no es sorprendente".

Oparin siempre reconoció la deuda que tenía con Engels y no hizo ningún secreto de su postura filosófica:

"Este problema (de los orígenes de la vida) sin embargo, siempre ha sido el foco de un agrio conflicto de ideas entre dos escuelas filosóficas irreconciliables, el conflicto entre idealismo y materialismo", escribe Oparin.

"Se nos abre una perspectiva completamente diferente si tratamos de buscar una solución del problema dialécticamente en lugar de metafísicamente, sobre la base del estudio de los sucesivos cambios en la materia que precedieron la aparición de la vida y que llevaron a su surgimiento. La materia nunca está en descanso, se está moviendo y desarrollando constantemente y en este desarrollo cambia de una forma de moción a otra y a otra, cada una de ellas más complicada y armoniosa que la precedente. De esta manera la vida aparece como una forma particular muy complicada de moción de la materia, surgiendo como una nueva propiedad en un estadio concreto del desarrollo general de la materia.

"Ya a finales del siglo pasado, Frederick Engels indicó que un estudio de la historia del desarrollo de la materia es de lejos la línea más prometedora de aproximación para encontrar una solución al problema del origen de la vida. Estas ideas de Engels sin embargo, no fueron suficientemente reflejadas en el pensamiento científico de su tiempo".

Engels tenía razón fundamentalmente cuando describió la vida como el modo de la moción de las proteínas. Sin embargo hoy en día podemos añadir que la vida es la función de las reacciones mutuas de los ácidos nucleicos y las proteínas. Tal y como explicó Oparin: "F. Engels, al igual que los biólogos de su tiempo, utilizaba frecuentemente el término ‘protoplasma' y ‘cuerpos albumínicos'. Por lo tanto no hay que identificar las ‘proteínas' de Engels con las diferentes sustancias químicas que gradualmente hemos conseguido aislar en los organismos vivos, ni con los preparados purificados de proteínas compuestos de mezclas de proteínas puras. Sin embargo, Engels estaba bastante avanzado a las ideas de su tiempo cuando, hablando de proteínas, puso especial Énfasis en los aspectos químicos de la materia e insistió en el significado de las proteínas en el metabolismo, esa forma de moción de la materia que caracteriza la vida".

"Sólo ahora hemos empezado a ser capaces de apreciar el valor de la perspicacia sorprendentemente científica de Engels. Los avances en la química de proteínas que existe ahora nos ha permitido caracterizar las proteínas como compuestos químicos individuales, como polímeros de aminoácidos con estructuras extremadamente específicas". Bernal nos da una explicación alternativa a la definición de la vida de Engels como "una auto realización parcial, continua, progresiva, multiforme y condicionalmente interactiva de las potencialidades de estados atómicos electrónicos".

Aunque la hipótesis Oparin-Haldane sentó las bases para el estudio de los orígenes de la vida, como rama de la ciencia es más correcto adscribirla a la revolución en la biología a mediados del siglo XX. Sin embargo las teorías en relación al origen de la vida son en gran medida especulativas. No hay restos en el registro fósil. Nos referimos a las formas de vida más simples imaginables, formas transicionales que eran bastante diferentes a la idea de seres vivientes que tenemos hoy en día, pero que sin embargo representaban un salto decisivo de materia inorgánica a materia orgánica. Quizás, tal como dice Bernal, más correcto que decir el origen de la vida sería decir el origen de los procesos de la vida.

Engels explica que la revolución darwiniana "no sólo reducía al mínimo la brecha entre la naturaleza inorgánica y la orgánica, sino que además eliminaba una de las dificultades esenciales que antes se había interpuesto en el camino de la teoría de la descendencia de los organismos. La nueva concepción sobre la naturaleza estaba completa en sus rasgos principales: toda la rigidez había desaparecido, ya no existía fijeza alguna, todas las particularidades consideradas eternas se volvían transitorias, se mostraba al conjunto de la naturaleza moviéndose en un eterno flujo y en una trayectoria cíclica". Los descubrimientos científicos desde que esto fue escrito han servido para reforzar la doctrina evolutiva.

Oparin sacó la conclusión de que la atmósfera original de la tierra era radicalmente diferente de la de hoy en día. Sugirió que el carácter de la atmósfera era reductor más que oxidante. Oparin propuso que la química orgánica de la que depende la vida se formó espontáneamente en este tipo de atmósfera bajo la influencia de la radiación ultravioleta del sol. J. B. S. Haldane llegó a conclusiones similares de forma independiente:

"El sol era quizás ligeramente más brillante que ahora y no había oxígeno en la atmósfera, los rayos ultravioletas químicamente activos del sol no eran detenidos, como son ahora, principalmente por el ozono (una forma modificada de oxígeno) en la atmósfera externa y el propio oxígeno más abajo. Penetraban la superficie de la tierra y el mar, o por lo menos hasta las nubes. Pero cuando el ultravioleta actúa sobre una mezcla de agua, dióxido de carbono, y amoníaco, se crean una amplia variedad de sustancias orgánicas, incluyendo azúcares y aparentemente algunos de los materiales a partir de los cuales se forman las proteínas".

De forma más general Engels apuntó en la dirección correcta cincuenta años antes: "Por último, si la temperatura se nivela hasta tal punto, que por lo menos en una porción considerable de la superficie ya no supera los límites en que puede vivir la proteína, entonces, si lo favorecen otras condiciones químicas previas, se forma el protoplasma vivo". Continuaba, "Miles de años pasaron antes que aparecieran las condiciones en que se pudiese dar el paso siguiente, y en que esta proteína informe produjera la primera célula por formación del núcleo y la membrana celular. Pero esta primera célula también proporcionó el cimiento para el desarrollo morfológico de todo el mundo orgánico. Los primeros en desarrollarse, como se puede suponer por toda la analogía de los registros paleontológicos, fueron innumerables especies de protistas no celulares y celulares". Aunque este proceso tuvo lugar en un periodo de tiempo más prolongado, la predicción era correcta en general.

De la misma manera que la comunidad científica ignoró las ideas de Engels en su tiempo, también ignoró las ideas de Oparin y Haldane. Sólo recientemente estas teorías están recibiendo el reconocimiento que se merecen. Richard Dickerson escribe:

"Las ideas de Haldane aparecieron en el Rationalist Annual en 1929, pero no provocaron prácticamente ninguna reacción. Cinco años antes Oparin había publicado una pequeña monografía proponiendo ideas bastante similares sobre el origen de la vida, igualmente con poco efecto. Los bioquímicos ortodoxos estaban demasiado convencidos de que Louis Pasteur había desaprobado la generación espontánea de una vez por todas como para considerar el origen de la vida como una cuestión científica legítima. No fueron capaces de apreciar que Oparin y Haldane estaban proponiendo algo bastante especial: no que la vida evolucione a partir de materia inanimada hoy en día (la teoría clásica de la generación espontánea, que no se podía sostener después de Pasteur) sino que la vida en un momento dado evolucionó a partir de materia inanimada en las condiciones que existían en la tierra primitiva y ante la falta de competencia de otros organismo vivos".

¿Cómo surgió la vida?

No hay otro asunto de tan tremenda importancia para nosotros que la cuestión de cómo criaturas vivientes, sensibles y pensantes surgieron de la materia inorgánica. Este enigma ha ocupado la mente humana desde los tiempos más remotos y ha sido respondido de diferentes maneras. Podemos identificar tres tendencias principales:
1ª teoría - Dios creó toda la vida, incluyendo los seres humanos.
2ª teoría - la vida surgió de la materia inorgánica, por generación espontánea, como los gusanos surgen de la carne podrida, o los escarabajos en un estercolero (Aristóteles).
3ª teoría - la vida llegó del espacio exterior en un meteorito que cayó a la tierra y entonces se desarrolló.

Esta transformación de la materia inorgánica en materia orgánica es un punto de vista relativamente reciente. En contraste la teoría de la generación espontánea (el surgimiento de la vida desde la nada) tiene una larga historia. Desde el antiguo Egipto, China, India y Babilonia vemos la creencia en la generación espontánea. Podemos verlo en los escritos de los antiguos griegos. "Aquí surgen gusanos en un estercolero y de la carne podrida, aquí salen los piojos del sudor humano, aquí salen luciérnagas de las chispas de una pira funeraria, y finalmente en la tierra húmeda de rocío salen ranas y ratones. Para ellos la generación espontánea era simplemente un hecho obvio, empíricamente establecido cuya base teórica era de importancia secundaria", escribe Oparin. La mayor parte de esto estaba vinculado a las leyendas y mitos religiosos. Sin embargo el punto de vista de los griegos era de carácter materialista.

Fue el punto de vista idealista de Platón, reflejado en Aristóteles, el que dio a la generación espontánea una calidad sobrenatural y más tarde formó la base de la cultura científica medieval y dominó las mentes de la gente durante siglos. No es que la materia contenga la vida sino que esta imbuida de ella. A través de las escuelas filosóficas griega y romana, la primitiva iglesia cristiana tomó prestada esta concepción para desarrollar su concepción mística del origen de la vida. San Agustín vio en la generación espontánea una manifestación de la voluntad divina, la animación de la materia inerte por el "espíritu creador de la vida". Como Lenin plantea, "los escolásticos y clérigos se apoderaron de lo que estaba muerto en Aristóteles y no de lo que estaba vivo". Más tarde fue desarrollado por Santo Tomás de Aquino de acuerdo con las enseñanzas de la iglesia católica. La iglesia ortodoxa tiene un punto de vista similar. El obispo de Rostov, Dimitrii explicó en 1708 que Noé no metió en su arca aquellos animales capaces de generación espontánea: "Esos perecieron en el Diluvio y después del Diluvio surgieron de nuevo de tales principios". Esta era la opinión predominante en occidente hasta mediados del siglo XIX.

El gran T. H. Huxley en su conferencia de Edimburgo en 1886 explicó claramente por primera vez que la vida tenía una base física común: protoplasma. Insistió en que era funcional, formal y substancialmente el mismo para todo el espectro de seres vivos. En función, todos los organismos tienen movimiento, crecimiento, metabolismo y reproducción. En su forma están compuestos de células nucleadas; y en sustancia, están todos formados de proteínas, un compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Esto refleja gráficamente la unidad subyacente de la vida.

El científico francés Louis Pasteur, el padre de la microbiología, en una serie de experimentos finalmente desacreditó la teoría de la generación espontánea. "La vida sólo puede venir de la vida", dijo Pasteur. Los descubrimientos de Pasteur dieron un golpe de muerte a la teoría ortodoxa de la generación espontánea. El triunfo de la teoría de la evolución de Darwin forzó a los vitalistas (la idea de la "fuerza vital") a mirar el origen de la vida de una manera diferente. Desde ese momento su defensa del idealismo vino del argumento de la imposibilidad de entender este fenómeno sobre la base del materialismo.

Ya en 1907 el químico sueco, Svente Arrhenius en su libro Worlds in the Making (Mundos en formación) planteó la teoría de la panspermia, que concluía que si la vida no podía surgir espontáneamente en la tierra tenía que provenir de otros planetas. El describía esporas viajando a través del espacio para "sembrar" la vida en otros planetas. Cualquier tipo de esporas de la vida que entrasen en nuestra atmósfera, al igual que los meteoritos, se quemarían. Para contrarrestar estas críticas, Arrhenius argumentó que por lo tanto la vida era eterna y no tenía origen. Pero la evidencia estaba en contradicción con esta teoría. Se demostró que la existencia de rayos ultravioletas en el espacio destruiría rápidamente cualquier tipo de esporas bacterianas. Por ejemplo se colocó algunos micro organismos seleccionados por su resistencia en la cápsula espacial Gemini 9 en 1966, y expuestos a la radiación espacial. Sólo duraron seis horas. Más recientemente, Fred Hoyle pensó que la vida había sido traída a la tierra en las colas de los cometas. Esta idea ha sido remendada por Francis Crick y George Orgel que sugieren ¡que la tierra puede haber sido sembrada deliberadamente por vida inteligente del espacio exterior! Incluso si aceptamos que la vida llegó a la tierra desde otro planeta, esto sigue sin resolver la pregunta de cómo surge la vida, sino que simplemente la pone en otro estadio anterior, el hipotético planeta de origen.

No hace falta viajar al espacio exterior para encontrar una explicación racional a los orígenes de la vida. Se pueden encontrar los orígenes de la vida en los procesos en funcionamiento en la naturaleza de nuestro planeta hace tres mil millones de años, en condiciones muy especiales. Este proceso no se puede volver a repetir porque estos organismos estarían a merced de las formas de vida existentes que darían cuenta de ellos rápidamente. Sólo podrían surgir en un planeta en el que no existiese vida, y en el que hubiese muy poco oxígeno, ya que el oxígeno se combinaría con los elementos químicos necesarios para formar la vida rompiéndolos. La atmósfera de la tierra en ese momento estaba formada principalmente de metano, amoníaco y vapor de agua. En experimentación en laboratorios se ha demostrado que una mezcla de agua, amoníaco, metano y hidrógeno, sometida a radiación ultravioleta produce dos aminoácidos simples, y rastros de algunos más complicados. En los 60 se descubrieron moléculas complejas presentes en las nubes gaseosas en el espacio. Por lo tanto es posible que, en un estadio muy inicial de la formación de la tierra, los elementos para el surgimiento de la vida, o casi vida, estuviesen ya presentes en forma de aminoácidos. Experimentos más recientes han demostrado más allá de cualquier duda que las proteínas y los ácidos nucleicos que son la base de toda vida pueden haber surgido de cambios químicos y físicos normales en la "sopa" primordial.

Según Bernal, la unidad de la vida es parte de la historia de la vida y consecuentemente está implícita en sus orígenes. Todo fenómeno biológico nace, se desarrolla y muere según leyes físicas. La bioquímica ha demostrado que toda la vida sobre la tierra es lo mismo a nivel químico. A pesar de la enorme variedad de las especies, el mecanismo básico de enzimas, coenzimas y ácidos nucleicos aparece en todas partes. Al mismo tiempo forman un conjunto de partículas idénticas que se mantienen unidas por los principios de auto unión en las estructuras más elaboradas.

El nacimiento revolucionario de la vida

Cada vez es más claro que la tierra en sus estadios iniciales no funcionaba de la misma manera que hoy en día. La composición de la atmósfera, el clima, la propia vida se desarrolló a través de un proceso de cambios convulsivos, saltos bruscos y todo tipo de transformaciones, incluyendo retrogresiones. Lejos de ser una línea recta la evolución de la tierra y de la propia vida está llena de contradicciones. El primer periodo de la historia de la tierra, conocido como arcaico se prolongó hasta hace 1.800 millones de años. Al principio la atmósfera estaba compuesta principalmente de dióxido de carbono, amoníaco, agua y nitrógeno, pero no había oxígeno libre. Antes de este punto no había ningún tipo de vida en la tierra. Así pues ¿cómo surgió?

Como hemos visto hasta principios del siglo XX los geólogos creyeron que la tierra tenía una historia muy limitada. Gradualmente quedó claro que el planeta era mucho más viejo y, además, tenía una historia caracterizada por cambios constantes y, a veces, cataclísmicos. Podemos ver un fenómeno similar en relación a la supuesta edad del sistema solar y del universo, que parece ser mucho más viejo de lo que se creía. Basta con decir que los avances de la tecnología después de la segunda guerra mundial, especialmente el descubrimiento de los relojes atómicos, sentaron las bases para mediciones más precisas lo que significó un enorme paso adelante en la comprensión de la evolución de nuestro planeta.

Hoy en día podemos decir que la tierra se convirtió en un planeta sólido hace más de 4.500 millones de años. Desde el punto de vista de las observaciones diarias es una magnitud temporal totalmente inimaginable. Pero cuando se trata de tiempo geológico entramos en un orden de magnitudes totalmente diferente. Los geólogos están acostumbrados a tratar con millones y miles de millones de años, de la misma manera en que nosotros pensamos en horas, días y años. Se hizo necesario crear una escala temporal diferente, capaz de abarcar este tipo de periodos de tiempo. Esto cierra los estadios "iniciales" de la historia de la tierra, y sin embargo este periodo convulsivo representa el 88% de la historia del planeta. Comparado con esto toda la historia de la raza humana no es más que un momento fugaz. Desgraciadamente los pocos restos que tenemos de este periodo nos impiden tener una imagen más clara de estos procesos.

Para entender el origen de la vida, es necesario conocer la composición de la atmósfera y el medio ambiente primitivos de la tierra. Dado el escenario probable de que la tierra se formase a partir de una nube de polvo, su composición habría sido principalmente hidrógeno y helio, que son los más abundantes entre los elementos pesados. Hoy en día la tierra contiene grandes cantidades de elementos más pesados, como el oxígeno y el hierro. De hecho contiene aproximadamente un 80% de nitrógeno y un 20% de oxígeno. La razón para esto es que el hidrógeno y el helio, más ligeros escaparon de la atmósfera de la tierra en la medida en que la fuerza gravitatoria no era lo suficientemente fuerte como para atraerlos. Los planetas más grandes con una gravitación mayor, como Júpiter y Saturno, han mantenido una atmósfera densa de hidrógeno y helio. En contraste, la luna, que es mucho más pequeña, ha perdido su atmósfera.

Los gases volcánicos que formaban la atmósfera primitiva debían de haber contenido agua juntamente con metano y amoníaco. Suponemos que estos fueron liberados del interior de la tierra. Esto sirvió para saturar la atmósfera y provocar lluvia. Con el enfriamiento de la superficie terrestre empezaron a formarse mares y lagos. Se cree que estos mares constituyeron la "sopa" prebiótica (anterior a la vida) en la que los elementos químicos presentes, bajo el impacto de los rayos ultravioletas del sol, se sintetizaron para producir compuestos orgánicos de nitrógenos complejos, como los aminoácidos. Este efecto de la radiación ultravioleta fue posible por la ausencia de ozono en la atmósfera. Esta es la base de la hipótesis Oparin-Haldane.

Toda la vida se organiza en células, excepto los virus. Incluso la célula más simple es un fenómeno extremadamente complejo. La teoría estándar es que el calor de la propia tierra hubiera sido suficiente para formar compuestos complejos a partir de los simples. Las primeras formas de vida eran capaces de almacenar energía derivada de la radiación ultravioleta del sol. Sin embargo los cambios en la composición de la atmósfera cortaron el suministro de rayos ultravioletas. Ciertos agregados que habían desarrollado la sustancia conocida como clorofila fueron capaces de utilizar la luz visible que penetraba la capa de ozono que filtraba la radiación ultravioleta. Estas algas primitivas consumían dióxido de carbono y emitían oxígeno, llevando a la creación de la atmósfera actual.

A través de todo el curso del tiempo geológico podemos ver una interdependencia dialéctica entre la actividad atmosférica y la actividad biosférica. Por un lado la mayor parte del oxígeno libre de la atmósfera es la consecuencia de la actividad biológica (a través de proceso de fotosíntesis de las plantas). Por otro cambios en la composición de la atmósfera, especialmente el aumento de la cantidad de oxígeno molecular presente, dieron el pistoletazo de salida de innovaciones biológicas importantes que permitieron el surgimiento y diversificación de nuevas formas de vida.

¿Cómo surgieron las primeras células vivas de la sopa primordial de aminoácidos y otras moléculas simples hace unos cuatro mil millones de años? La teoría estándar, expresada en 1953 por el premio Nóbel de química Harold Urey y su estudiante Stanley Miller, era que la vida surgió espontáneamente en una atmósfera primitiva de metano, amoníaco y otras sustancias químicas, activada por relámpagos. Más reacciones químicas hubieran permitido el desarrollo de los simples compuestos vivientes en moléculas más complejas, llegando a producir una moléculas de doble hélice de ADN, o la de ARN de un sólo ramal que tienen, las dos, la capacidad de reproducirse.

La posibilidad de que esto suceda por accidente es realmente remota, como les gusta remarcar a los creacionistas. Si el origen de la vida fuese un acontecimiento realmente casual los creacionistas tendrían un fuerte argumento a favor. ¡Realmente sería un milagro! Las estructuras básicas de la vida y de la actividad genética en general dependen de moléculas increíblemente complejas y sofisticadas, ADN y ARN. Para hacer una sola moléculas de proteína habría que combinar varios cientos de los aminoácidos que las forman en un orden concreto. Esto es un atarea formidable, incluso en un laboratorio con el equipo más avanzado. Las posibilidades de que esto ocurra por accidente en una pequeña charca tibia son astronómicamente remotas.

Esta cuestión ha sido abordada recientemente desde el punto de vista de la complejidad, uno de los productos de la teoría del caos. Stuart Kauffman, en su trabajo sobre genética y complejidad plantea la posibilidad del surgimiento de un tipo de vida como resultado de la emergencia espontánea del orden en el caos, a través del funcionamiento natural de las leyes de la física y la química. Si la sopa primordial era suficientemente rica en aminoácidos no sería necesario esperar reacciones casuales. Se podría haber formado un entramado coherente y auto reforzado de reacciones a partir de los compuestos en la sopa.

Mediante la acción de catalizadores, diferentes moléculas podían interaccionar y fusionarse entre ellas para formar lo que Kauffman denomina un "complejo autocatalítico". De esta manera el orden emergente a partir de un sistema de caos molecular se manifestaría en forma de un sistema que crece. Esto no es todavía la vida tal y como la conocemos hoy en día. No tendría ADN, ni código genético ni membrana celular. Y sin embargo sí tendría algunas de las propiedades de la vida. Por ejemplo podría crecer. Tendría una especie de metabolismo, absorbiendo de forma continua "alimento" molecular en forma de aminoácidos y otros compuestos simples que iría agregando a sí mismo. Tendría inclusive un sistema primitivo de reproducción, extendiéndose para cubrir una área más amplia. Esta idea, que representa un salto cualitativo, o una "transición de fase" en el lenguaje de la complejidad, significaría que la vida no habría surgido como un acontecimiento casual, sino como resultado de una tendencia hacia la organización inherente a la naturaleza.

Los primeros organismos animales eran células capaces de absorber la energía almacenada en las células vegetales. El cambio en la atmósfera, la desaparición de la radiación ultravioleta, y la presencia de las formas de vida ya existentes descarta la creación de nueva vida actualmente, a no ser que se consiga por medios artificiales en un laboratorio. Ante la ausencia de rivales o predadores en los océanos, los primeros compuestos se habrían expandido muy rápidamente. Llegados a cierto punto se daría un cambio cualitativo con la creación de las primeras células ácido nucleicas capaces de reproducirse a sí mismas: un organismo viviente. De esta manera la materia orgánica surge de la materia inorgánica. La vida misma es el producto de la materia inorgánica organizada de determinada manera. Gradualmente y a lo largo de un periodo de millones de años empezaría a aparecer la mutación dando lugar a nuevas formas de vida.

Así podemos llegar a una edad mínima para la vida en la tierra. Uno de los principales obstáculos para la evolución de la vida tal y como la conocemos era la ausencia de una pantalla de ozono en la atmósfera exterior en los tiempos arcaicos. Esto permitía la penetración en las capas superficiales de los océanos de la radiación universal, incluyendo los rayos ultravioletas que desactivaban la moléculas de ADN, inductora de la vida. Los primeros organismos primitivos vivientes ( las células procariotas) eran unicelulares pero les faltaba un núcleo y eran incapaces de llevar a cabo la división celular. Sin embargo eran relativamente resistentes a la radiación ultravioleta, o, según una teoría, dependían de ella. Estos organismos fueron la forma predominante de la vida en la tierra durante un periodo de unos 2.400 millones de años.

Las criaturas procariotas unicelulares se reproducían asexualmente a través de brotes y fisiones. Generalmente la reproducción asexual crea seres idénticos, a no ser que se desarrolle una mutación, lo cual es bastante poco frecuente. Esto explica la lentitud del cambio evolutivo en este periodo. Sin embargo la aparición de células nucleadas (eucariotas) dio lugar a la posibilidad de una mayor complejidad. Parece ser que la evolución de las eucariotas surgió de una colonia de procariotas. Por ejemplo algunos procariotas modernos pueden invadir y vivir dentro de células eucariotas. Algunos organelos (órganos) de eucariotas tienen su propio ADN que podría ser un resto de una existencia previa independiente. La vida tiene toda una serie de rasgos principales, incluyendo el metabolismo (la totalidad de cambios químicos que se dan en un organismo) y la reproducción. Si aceptamos la continuidad de la naturaleza los organismos más simples que existen hoy en día tienen que haber evolucionado a partir de procesos cada vez más simples. Además, las bases materiales de la vida son los elementos más comunes del Universo: hidrógeno, carbono, oxígeno y nitrógeno.

Una vez que ha aparecido la vida esta por sí misma constituye una barrera que impide el resurgimiento de vida en el futuro. El oxígeno molecular, un subproducto de la vida, surge del proceso de fotosíntesis (en el que la luz se transforma en energía). "La vida que tenemos en la tierra hoy en día de hecho, se divide en dos grandes categorías reconocidas desde hace tiempo por la especie humana, los animales que respiran oxígeno y las plantas fotosintéticas o que crecen por la luz", plantea Bernal. "Los animales pueden vivir en la oscuridad pero necesitan aire para respirar, ya sea aire libre u oxígeno disuelto en agua. Las plantas no necesitan oxígeno ( de hecho lo producen a la luz del día) pero no pueden crecer durante largo tiempo en la oscuridad. Por lo tanto, ¿cuáles de ellos aparecieron primero? ¿O les precedió alguna forma de vida? Esta alternativa parece ahora prácticamente cierta.

Estudios detallados de las historias de la vida, la anatomía celular interna y el metabolismo tanto de plantas como animales demuestran que son dependientes divergentemente especializados de algún zoo-fito. Este tiene que haber sido parecido a algún tipo de bacteria de hoy en día que puede llevar al mismo tiempo funciones de animales y plantas, y actuar tanto como agente oxidante y como fotosintético".


Formas de vida primitivas

Es un hecho llamativo el que los cromosomas de todos los organismos vivientes, desde las bacterias a los seres humanos, tienen una composición similar. Todos los genes están hechos del mismo tipo de substancias químicas, nucleoproteínas. Esto también es cierto para los virus, las cosas vivas más simples conocidas que están en el umbral que separa la materia orgánica de la inorgánica. La composición química de las nucleoproteínas permite a la entidad molecular reproducirse a sí misma, la característica básica de la vida, tanto en genes como en virus.

Engels plantea que la evolución de la vida no se puede entender sin todo tipo de formas transicionales:

"Las líneas duras y rígidas son incompatibles con la teoría de la evolución. Inclusive la línea limítrofe entre los vertebrados e invertebrados ya no es rígida, y menos aun la que separa a los peces de los anfibios, en tanto que la que existe entre las aves y los reptiles se reduce cada vez más, con cada día que pasa. Entre el Compsognato y el ArqueoptÉrix, sólo faltan unos pocos eslabones intermedios, y los picos dentados de aves surgen en ambos hemisferios. ‘O bien o si no' resulta cada vez más inadecuado, Entre los animales inferiores no se puede establecer con nitidez el concepto del individuo. No sólo respecto de si determinado animal es un individuo o una colonia, sino, además, en el plano del desarrollo, dónde termina un individuo y empieza el otro (nodrizas).

"Para una etapa de la concepción de la naturaleza en que todas las diferencias se unen en etapas intermedias, y todos los contrarios se confunden entre sí por eslabones intermedios, ya no basta el antiguo método metafísico de pensamiento. La dialéctica, que de igual manera no conoce líneas rígidas, ningún ‘o bien o si no’ incondicional, de validez universal, y que franquee las diferencias metafísicas fijas, y que además del ‘o bien o si no’ reconoce también, en el lugar adecuado ‘tanto esto como aquello' y reconcilia los contrarios, es el único método de pensamiento adecuado, en el más alto grado, para esta etapa. Es claro que para la utilización cotidiana, para el cambio menudo de la ciencia, las categorías metafísicas conservan su validez".

Las líneas divisorias entre la materia viva e inanimada, entre animales y plantas, reptiles y mamíferos, no son tan claras como se podría suponer. Los virus por ejemplo forman una clase de la que no se puede decir que sea vida tal y como la entendemos, y sin embargo poseen claramente algunos de los atributos de la vida. Como escribe Ralph Buchsbaum:

"Los virus se encuentran entre las proteínas más grandes conocidas, y ya se han preparado bastantes de ellos en forma cristalina pura. Incluso después de repetidas cristalizaciones, un tratamiento al que obviamente ninguna sustancia viva ha sido nunca capaz de sobrevivir, los virus retoman sus actividades y se multiplican cuando se les devuelve a condiciones favorables. Aunque hasta ahora nadie ha conseguido cultivarlos en ausencia de materia viva, está claro que los virus ayudan a llenar el eslabón que anteriormente se creía que existía entre seres vivos y no vivos. Ya no se puede decir que existe una distinción misteriosa y brusca entre lo vivo y lo no vivo, sino que más bien parece existir una transición gradual en complejidad.

"Si nos imaginamos que las primeras sustancias auto-propagantes eran algo parecidas a los virus, no es difícil suponer que una agregación de proteínas del tipo de los virus podrían llevar al desarrollo de organismos mayores tipo bacterias, independientes, creando su propia comida a partir de sustancias simples, y utilizando la energía del sol.

"Este nivel de organización puede compararse con las formas actuales de bacterias independientes, algunas de las cuales realizan la fotosíntesis sin clorofila, utilizando diferentes pigmentos verdes o púrpura en su lugar. Otras utilizan la energía derivada de la oxidación de láminas simples de nitrógeno, sulfuro o hierro. Estas por ejemplo, pueden oxidar amoníaco en nitratos, o sulfuros de hidrógeno en sulfatos, con la liberación de energía que se utiliza para formar carbohidratos".

El periodo relativamente breve entre la formación del planeta y el enfriamiento de su corteza superficial significó que el surgimiento de la vida tuvo lugar en un espacio de tiempo sorprendentemente corto. Stephen Jay Gould explica que "la vida, con toda su complejidad, probablemente surgió rápidamente en seguida que pudo". Los micro fósiles de hace 3.500 millones de años son, tal y como era de suponer, células procariotas, es decir sin núcleo (metanogenes, bacterias y algas verdiazules). se consideran las formas de vida más simples sobre la tierra, aunque incluso en ese momento había diversidad. Lo que significa que hace 3.500 o 3.800 millones de años emergió nuestro ancestro común a la vez que otras formas que se extinguieron.

En ese momento había muy poco, por no decir ninguno, oxígeno molecular en la atmósfera, en la medida en que los organismos que la habitaban no necesitaban oxígeno, de hecho les hubiese matado. Crecían oxidando el hidrógeno y reduciendo el dióxido de carbono a metano. Se ha sugerido que este organismo tenía que haber sido similar a las células eocitas que habitan los ambientes muy calientes de los respiraderos de los volcanes. Obtienen su energía no del oxígeno sino convirtiendo sulfuro en sulfito de hidrógeno.

"Uno puede hacerse una imagen visual", escribe Richard Dickerson, "de que antes de que evolucionaran las células vivientes en el océano primitivo hormigueaban glóbulos con una química especial que sobrevivían durante largo tiempo y luego desaparecían de nuevo". Y continua:

"Aquellos glóbulos que por pura casualidad contenían los catalizadores capaces de inducir polimeraciones ‘útiles' sobrevivirían más tiempo que los otros; la probabilidad de supervivencia estaría directamente vinculada a la complejidad y efectividad de su ‘metabolismo'. Sobre los eones actuaría una fuerte selección química de los tipos de glóbulos que contuviesen en sí mismos la capacidad de tomar moléculas e incluso energía de sus alrededores e incorporarlas en forma de sustancias que pudiesen promover su supervivencia, no sólo respecto a sus glóbulos padres sino también respecto a los glóbulos hijos en los que se dispersaban los glóbulos padres cuando se hacían demasiado grandes. Esto no es vida, pero se acerca a ella"

Dada la falta de registro fósil es necesario analizar la organización de la célula moderna para echar luz sobre sus orígenes. Para que las formas de vida más simples se puedan reproducir tienen que tener un aparato genético que contenga los ácidos nucleicos. Si las células son las unidades básicas de la vida, podemos estar casi seguros de que los organismos originales contenían ácidos nucleicos o polímeros muy cercanos. Las bacterias por ejemplo están compuestas de una sola célula y posiblemente son el prototipo de toda célula viviente.

La bacteria Escherichia coli (E. coli) es tan pequeña que un billón de sus células cabrían en un centímetro cúbico. Contiene una pared celular, una membrana, que mantiene encerradas las moléculas esenciales; también selecciona y aspira moléculas útiles de fuera de la célula. Mantiene el balance entre la célula y su medio ambiente. El principal metabolismo de la célula tiene lugar en la membrana, dónde se dan cientos de reacciones químicas utilizando los nutrientes del medio ambiente para desarrollarse y crecer. La bacteria E. coli se reproduce cada veinte minutos. Esta transformación única dentro de la célula la hace posible un grupo de moléculas llamadas enzimas. Estas son catalizadores que aceleran las reacciones químicas sin ser alterados en el proceso. Trabajan repetidamente, transformando continuamente nutrientes en productos.

La reproducción es un elemento esencial de la vida. Cuando se produce la división celular se crean un par de células hijas idénticas. El mecanismo para la duplicación, para hacer nuevas moléculas de proteínas con exactamente la misma secuencia que la célula madre, está codificado en los ácidos nucleicos. Son únicos en el sentido en que ellos solos, con la ayuda de ciertos enzimas, son capaces de reproducirse directamente. El ADN (ácido desoxirribonucleico) lleva toda la información necesaria para dirigir la síntesis de nuevas proteínas. Sin embargo el ADN no puede hacerlo directamente sino que actúa como "copia maestra" de la cual se hacen copias mensajeras en ARN (ácido ribonucleico), que llevan la información de la secuencia al sistema sintetizador. Esto se conoce como el código genético. Los ácidos nucleicos no se pueden replicar sin enzimas, y no se pueden producir enzimas sin el ácido nucleico. Tienen que haberse desarrollado paralelamente. Es probable que en la "sopa" original de elementos existiesen moléculas de ARN que fueran también enzimas, que se desarrollaron en base a la selección natural. Este tipo de enzimas de ARN se unieron para formar una hélice formando las bases para el ARN autoreplicante. La replicación genética por supuesto no está exenta de error. En la bacteria E. coli la tasa de error es de uno en un diez millones de copias base. A lo largo de millones de generaciones este tipo de errores ( mutaciones) pueden tener poco efecto, o por el contrario pueden provocar profundos cambios en el organismo, y sobre la base de la selección natural llevar a la formación de nuevas especies.

El siguiente estadio en la evolución orgánica fue el desarrollo de otros polímeros, combinaciones de moléculas, agrupados en familias enteras. Se necesitaba una estructura para encerrar las moléculas: una membrana celular semipermeable. Las membranas celulares son estructuras complejas, en un equilibrio muy frágil entre el estado sólido y el líquido. Pequeños cambios en la composición de la membrana pueden provocar un cambio cualitativo, tal y como explica Chris Langton: "Hazla temblar aunque sea muy ligeramente, cambia un poco la composición de colesterol, cambia un poco la composición de ácidos grasos, deja que una sola moléculas de proteína se una con un receptor en la membrana, y puedes producir grandes cambios, cambios biológicamente útiles".


Fotosíntesis y reproducción sexual

Como podemos ver, la evolución de la célula es un estadio relativamente bastante avanzado de la evolución orgánica. En la medida en que los abundantes componentes de la sopa biótica se fueron agotando fue necesaria la evolución de materiales orgánicos de la atmósfera solubles en agua. El siguiente paso fue el de la fermentación, el sistema más simple pero menos eficaz de metabolismo, a la fotosíntesis. Había evolucionado la moléculas clorofílica. Esto permitió a los seres vivos capturar la luz solar para sintetizar moléculas orgánicas. Los primeros fotosintetizadores se apartaron de la competencia por las moléculas ricas en energía, cada vez más escasas, y se convirtieron en productores primarios. Una vez que se consigue el proceso de fotosíntesis se asegura el futuro de la vida. Tan pronto como surge y produce suficiente oxígeno se hace posible la respiración. Es más, según las leyes de la selección natural, una vez que empezó la fotosíntesis dejó su marca sobre todas las formas de vida subsiguientes y tuvo tanto Éxito que aniquiló todas las formas de vida anteriores.

Este desarrollo representa un salto cualitativo. La evolución posterior de formas más complejas de vida es un proceso natural prolongado que conduce finalmente a una nueva rama de la vida, la célula con núcleo. En la cumbre del árbol eucariota, aparecen simultáneamente diferentes ramas, como plantas, animales y hongos. Según el biólogo molecular americano Mitchell Sogin la cantidad de oxígeno afectó el ritmo de la evolución. La composición química de las rocas pretéritas sugiere que el oxígeno atmosférico aumentó en etapas claramente diferenciadas separadas por largos periodos de estabilidad. Algunos biólogos piensan que la explosión de la vida se podría haber disparado al alcanzar un cierto nivel de oxígeno.

El surgimiento de la célula con núcleo ( eucariota) se ha adaptado completamente al oxígeno y muestra poca variación. El surgimiento de esta nueva y revolucionaria forma de vida permitió la existencia de reproducción sexual avanzada, lo que a su vez aceleró el ritmo de la evolución. Mientras que las procariotas sólo se dividen en dos grupos de organismos, las bacterias y las algas verdiazules (Éstas productoras de oxígeno por fotosíntesis), las eucariotas comprenden todas las plantas verdes, todos los animales y los hongos. La reproducción sexual representa otro salto adelante cualitativo. Esto requiere que el material genético esté empaquetado dentro del núcleo. La reproducción sexual permite la mezcla de genes entre dos células, por lo tanto las posibilidades de variación son mucho más grandes. De esta manera, en la reproducción, los cromosomas de las células eucariotas se fusionan para producir nuevas células. La selección natural sirve para preservar las variantes genéticas más favorables en la combinación genética.

Uno de los aspectos clave de la vida es la reproducción. Todas las células de animales y plantas tienen las mismas estructuras básicas. La reproducción y transmisión de las características de los padres ( herencia) se produce a través de la unión de células sexuales, el óvulo y el esperma. El material genético del ADN a través del cual se transmiten las características de las formas de vida de una generación a la otra, está presente en los núcleos de todas las células. La estructura de la célula, que se compone de citoplasma también contiene una serie de órganos en miniatura, llamados organelos La estructura interna de los organelos es idéntica a la de diferentes tipos de bacterias, lo que parece indicar que la composición de las células de plantas y animales es el resultado de la combinación de estos órganos, antaño independientes y con su propio ADN, en un todo cooperativo. En los 70 se descubrieron los microtúbulos. Son varillas de proteínas que llenan todas las células del cuerpo, como un andamiaje interno. Este "esqueleto" interno da forma a la célula y parece jugar un papel en la circulación de las proteínas y los productos de plasma. El surgimiento de la célula eucariota o nucleada constituyó una revolución biológica hace unos 1.500 millones de años.

La reproducción sexual surgió a partir de la división asexuada. Esto fue un cambio cualitativo en la evolución de la vida. Posibilitó la mezcla del material hereditario de dos individuos de tal manera que la descendencia sería diferente de los padres, lo que hizo posible la variación en la que se basa la selección natural. En cualquier célula animal o vegetal el ADN está organizado en pares de cromosomas en el núcleo. Estos cromosomas llevan los genes que determinan las características individuales. La nueva descendencia, aunque combina las características de sus padres, es diferente de ambos. Parece ser que el origen de la reproducción sexual está conectado con el hecho de que los organismos primitivos se injiriesen los unos a los otros. El material genético de los dos individuos se fusionaba produciendo un nuevo individuo con dos juegos de cromosomas. Entonces el organismo más grande se dividía en dos partes cada una de ellas con la cantidad correcta de cromosomas. Existían cromosomas únicos y parejas, pero con el tiempo las parejas de cromosomas pasaron a ser la condición normal en plantas y animales. Esto sentó las bases para la evolución de organismos multicelulares.

Hace unos 700 o 680 millones de años aparecieron los primeros metazoos. Eran organismos multicelulares complejos que necesitaban oxígeno para su crecimiento. Durante ese periodo el contenido de oxígeno en la atmósfera se incrementó constantemente, alcanzando su nivel actual hace unos 140 millones de años. Los procesos que se dan en la evolución tienen un carácter marcadamente dialéctico, en el que largos periodos de cambio gradual y cuantitativo se ven interrumpidos por explosiones repentinas. Uno de estos periodos se dio hace 570 millones de años.


La explosión cámbrica

Hace falta un esfuerzo de imaginación para poder ver lo reciente que es el fenómeno de las formas de vida complejas sobre la tierra. Imaginémonos un mundo en el que la tierra estuviera formada por rocas áridas barridas por el viento, en el que la formas más complejas eran matas de algas y escoria de estanque. Esta fue la situación durante la mayor parte de la historia de la tierra. Durante millones de años el desarrollo de la vida fue prácticamente estático. Entonces, este mundo estancado, explotó repentinamente dando lugar a una de las erupciones más dramáticas en la historia de la vida. El registro fósil muestra una extraordinaria proliferación de formas de vida diferentes. El surgimiento de animales con conchas y esqueletos conserva este progreso en tablas de piedra. La explosión de nuevas formas de vida en los océanos fue paralela a la extinción masiva de los viejos estramolites que habían sido la forma de vida dominante en el periodo proterozoico. La aparición de una inmensa multitud de criaturas multicelulares transformó la faz de la tierra.

"Quizás lo más llamativo (y también lo más desconcertante) sobre el registro fósil es su inicio", escribe F. H. T. Rhodes. "Los fósiles aparecieron primero en cantidades apreciables en rocas del periodo cámbrico bajo, depositadas hace unos 600 millones de años. Rocas anteriores (pre-cámbricas) son casi completamente no fosilíferas, a pesar de que en ellas se han conservado algunos rastros de organismos antiguos. La diferencia entre los dos grupos de rocas es tan grande como parece: un paleontólogo podría investigar estratos pre-cámbricos que pareciesen prometedores durante toda su vida y no encontrar nada (y muchos lo han hecho); pero cuando pasa al cámbrico, aparecen los fósiles, una gran variedad de formas, bien preservadas, extendidas a nivel mundial, y relativamente comunes. Esta es la primera característica de los fósiles comunes más antiguos, y aparece como un choque para el evolucionista. Porque en lugar de aparecer gradualmente, con una secuencia y desarrollo demostrable ordenado, aparecen en lo que parece una explosión geológica".

A pesar de su genialidad, Darwin fue incapaz de explicarse la explosión cámbrica. Aferrándose a su concepción gradualista de la evolución, creyó que este salto brusco era sólo aparente, y se debía a que el registro fósil era incompleto. En los últimos años se han hecho nuevos y sorprendentes descubrimientos en el campo de la paleontología que han llevado a un replanteamiento de la interpretación de la evolución. La vieja idea de la evolución como un proceso ininterrumpido de cambio gradual ha sido desafiada, especialmente por Stephen Jay Gould, cuyas investigaciones sobre el registro fósil de Burgess Shale (importante yacimiento fósil en British Columbia, Canadá) han transformado el punto de vista de toda una generación.

La vida se desarrolló, no en una línea recta de progreso evolutivo ininterrumpido, sino como un proceso, muy bien explicado por Stephen Jay Gould, de equilibrio interrumpido en el que largos periodos de estabilidad aparente se ven interrumpidos por periodos de cambios repentinos y catastróficos, caracterizados por extinciones masivas de especies. Durante 500 millones de años las líneas divisorias de los periodos geológicos están marcadas por convulsiones repentinas, en las que la desaparición de algunas especies deja el camino libre para la proliferación de otras. Este es el equivalente biológico a los procesos geológicos de la formación de montañas y la deriva continental. No tienen nada en común con la vulgar caricatura de la evolución entendida como un simple proceso gradual de cambio y adaptación.

Según la teoría clásica de Darwin, el surgimiento de las primeras formas de vida multicelular compleja tenía que haber sido precedido de un largo periodo de cambio progresivo y lento que culminase en la "explosión cámbrica" hace 500 millones de años. Sin embargo los descubrimientos más recientes demuestran que esto no fue así. Las investigaciones de Gould y otros demuestran que durante dos tercios de la historia en la tierra (casi 2.500 millones de años) la vida estuvo confinada al menor nivel de complejidad registrado, la célula procariota, y nada más.

"Otros 700 millones de años de las células eucariotas mucho mayores e intrincadas, pero no agregación de vida animal multicelular. Entonces en un guiño de tiempo geológico de 100 millones de años, tres faunas totalmente diferentes de Ediacara a Tommotian, a Burguess. Desde entonces, más de 500 millones de años de historias maravillosas, triunfos y tragedias, pero ni un sólo filo nuevo, ni diseño anatómico básico, se ha añadido al registro de Burgess".

En otras palabras, el surgimiento de organismos multicelulares complejos, la base de la vida tal y como la conocemos hoy en día, no fue el producto de una acumulación lenta, gradual y "evolutiva" de cambios adaptativos, sino en un salto cualitativo repentino. Esto fue una auténtica revolución biológica, en la que, "en un momento geológico cercano al principio del cámbrico, prácticamente todos los filos modernos aparecieron por primera vez, junto con algunos más, experimentos anatómicos que no sobrevivieron por mucho tiempo". Durante el periodo cámbrico aparecieron por primera vez nueve filos (la unidad básica de diferenciación en el reino animal) de invertebrados marinos, incluyendo protozoos, celenterados (anémonas de mar, medusas), esponjas, moluscos y trilobites. Tardó 120 millones de años en completarse la evolución de todos los filos de invertebrados. Por otra parte tuvimos la rápida desaparición de los estromatolites, que habían sido la forma de vida dominante durante 2.000 millones de años.

"Los animales multicelulares modernos aparecen por primera vez de forma clara en el registro fósil hace unos 570 millones de años, y con una explosión, no en un crescendo prolongado. Esta ‘explosión cámbrica' marca la aparición (por lo menos en la evidencia directa) de prácticamente todos los grupos más importantes de animales modernos, y todos en un periodo minúsculo, geológicamente hablando, de unos pocos millones de años".

Para S. J. Gould, "No encontramos una historia de progreso majestuoso, sino un mundo puntuado con periodos de extinciones masivas y originación rápida entre largas extensiones de tranquilidad relativa". Y de nuevo: "La historia de la vida no es un continuo desarrollo, sino un registro puntuado por episodios breves, en algunos casos geológicamente instantáneos, de extinción masiva y consecuente diversificación. La escala de tiempo geológico nos da un mapa de esta historia, ya que los fósiles nos proporcionan nuestro principal criterio a la hora de fijar el orden temporal de las rocas. Las divisiones de la escala temporal se sitúan en estas puntuaciones importantes debido a que las extinciones y diversificaciones rápidas dejan señales muy claras en el registro fósil".


Plantas y animales

Durante el periodo cámbrico y ordovícico ( de 570 a 440 millones de años atrás) hubo un aumento impresionante de trilobites y graptolites, y un crecimiento importante de especies marinas por todo el mundo, incluyendo el surgimiento de los primeros peces. Este fue el resultado de la extensión del suelo marino, especialmente del océano Iapetus. Durante el periodo silúrico (hace 440-400 millones de años) el derretimiento de los casquetes polares provocó un importante aumento del nivel del mar. Los mares poco profundos que cubrían la mayor parte de Asia, Europa y América del Norte no representaban una barrera seria para la migración de las especies, y no es por casualidad que fuese en este periodo cuando se alcanzó el máximo nivel de transgresión marina.

En ese momento había una distribución de los continentes un poco singular. Los continentes del sur estaban débilmente unidos formando una proto-Gondwana (África, América del Sur, la Antártida, Australia y la India), pero América del Norte, Europa y Asia estaban separadas. Había un pequeño proto océano Atlántico (Iapetus) entre Europa y América del Norte y el polo sur estaba situado en alguna parte al noroeste de África. Más tarde, los continentes se unieron formando un solo supercontinente, Pangaea. Este proceso empezó hace 380 millones de años cuando el océano Iapetus se cerró dando lugar a la creación de la cadena montañosa de Caledonia-Apalaches. Esto provocó la colisión del Báltico con Canadá, uniendo Europa con América del Norte. En ese momento, la continua convergencia provocó que la esquina noroccidental de Gondwana chocase con América del Norte creando una masa de tierra semi-continua en la que todos los continentes estaban unidos.

Un aumento tal de la superficie terrestre emergida provocó un cambio revolucionario en la propia evolución de la vida. Por primera vez una forma de vida intentó desplazarse del mar a la tierra, en sus zonas costeras. Aparecieron los primeros anfibios y plantas terrestres. Este fue el punto de partida de una explosión de crecimiento de la vida animal y vegetal. Este periodo estuvo marcado por la eliminación del medio ambiente de los mares poco profundos, y como resultado la extinción masiva o el rápido declive de muchas especies marinas. Evidentemente el cambio de ambiente obligó a algunas de las especies a trasladarse de las zonas costeras a la tierra o morir, algunas lo consiguieron, otras no. La inmensa mayoría de los organismos marinos adaptados a la vida en los bancos de arena o en los arrecifes de los mares poco profundos se extinguieron. Más adelante los anfibios dieron lugar a los reptiles. Las primeras plantas terrestres pasaron por un periodo de crecimiento explosivo, creando enormes bosques con árboles de 30 metros de altura. Muchos de los yacimientos de carbón que estamos explotando tienen su origen en este remoto periodo, el producto de la acumulación de los restos por millones y millones de años pudriéndose en el suelo de los bosques prehistóricos.

La lógica formal se aproxima al mundo natural con un ultimátum, o esto o lo otro. Una cosa o esta viva o está muerta; un organismo es una planta o un animal, y demás. En realidad las cosas no son tan sencillas. En el Anti-Dühring, Engels escribe: "Para casos cotidianos sabemos, por ejemplo, y podemos decir con seguridad si un animal existe o no existe; pero si llevamos a cabo una investigación más detallada, nos damos cuenta de que un asunto así es a veces sumamente complicado, como sabes muy bien, por ejemplo, los juristas que en vano se han devanado los sesos por descubrir un límite racional a partir del cual la muerte dada al niño en el seno materno sea homicidio; no menos imposible es precisar el momento de la muerte, pues la fisiología enseña que la muerte no es un acaecimiento instantáneo y dado de una vez, sino un proceso de mucha duración".

Ya hemos señalado la dificultad a la hora de clasificar los organismos primitivos, como los virus que están en la línea divisoria entre la materia orgánica e inorgánica. La misma dificultad surge a la hora de separar plantas de animales. Hay tres clasificaciones importantes de plantas. La primera (talófita) incluye las formas más primitivas, organismos unicelulares o grupos de células débilmente organizados. ¿Son plantas o animales? Se podría decir que son plantas por que contienen clorofila. "Viven" como plantas.

Sobre esto Rodhes dice:
"Pero esta respuesta simple no resuelve nuestro problema a la hora de reconocer una planta si acaso, lo hace más confuso, porque en lugar de darnos una línea divisoria clara y conveniente entre plantas y animales nos lleva hacia una zona confusa que se solapa entre los dos reinos. Y de la misma manera que los virus nos llevaron de vuelta al umbral de la vida, estas talofitas inferiores nos llevan a la zona mal definida que separa el mundo vegetal del animal.

"Muchos de los protozoos son, como hemos visto, claramente animales, se mueven, crecen, asimilan comida, y excretan productos de despojo de la misma manera que lo hacen animales ‘no dudosos'. Pero existen algunas excepciones exasperantes. Observemos por un momento el diminuto organismo unicelular Euglena, un habitante común de charcas y zanjas. Tiene un cuerpo más o menos ovalado que se mueve en el agua a través de los movimientos del flagelo; la criatura también puede gatear y hacer movimientos como los de un gusano: en otras palabras es capaz de movimientos típicamente ‘animales', ¡pero contiene clorofila y obtiene nutrición a través de la fotosíntesis!

"La Euglena es realmente una contradicción viva de la mayoría de nuestras ideas sobre las diferencias de plantas y animales, y la contradicción surge, no porque no podamos decidir cuál de las dos es, sino porque parece ser ambas. Otras formas muy cercanas no tienen clorofila y se comportan como cualquier otro animal, utilizando el largo látigo como un hilo para nadar, tomando y digiriendo comida, y demás. Lo que esto implica está claro. ‘Plantas' y ‘animales' son categorías abstractas de nuestra invención, concebidas y formuladas simplemente por una cuestión de conveniencia. Debido a esto, no se puede plantear que todos los organismos encajan en un grupo o en otro. Quizás la Euglena es un resto viviente de un grupo antiguo y primitivo de organismos acuáticos diminutos que fueron los antecesores tanto de plantas como de animales. ¿Pero, no podemos resolver el problema considerando a la clorofila como distintiva? ¿Podemos suponer que ‘si tiene clorofila, es una planta nos daría una regla adecuada? Desgraciadamente tampoco este es el caso, ya que algunos de estos talófitos (los hongos) que en otros sentidos son bastante parecidos a plantas, no tienen clorofila. De hecho estos hongos representan una familia problemática, porque en varios de sus miembros, todas las características ‘típicas' de las plantas (necesidad de luz solar, ausencia de movimiento, y demás) no se aplican. Y sin embargo, haciendo un balance, sus miembros parecen ser plantas".

La diversidad de la vida multicelular representa un nuevo salto cualitativo en la evolución de la vida. El cambio de organismos con cuerpos blandos a organismos con partes mineralizadas, tal como queda registrado en Burgess Shale, representa el desarrollo de organismos superiores. Ciertas sustancias como la sal y el calcio penetran en la estructura celular y los tejidos de las criaturas marinas que necesitan secretarlas. Dentro de la célula los orgánulos que se encargan del metabolismo o la energía, mitocondrios, absorben el calcio y el fosfato y los expulsan en forma de fosfato cálcico. Este mineral puede depositarse dentro de las células o puede ser utilizado para construir un esqueleto interno o externo.

El desarrollo de un esqueleto se da normalmente a través de la siembra de cristales minerales en una proteína fibrosa llamada colágeno. El colágeno, que compone aproximadamente un tercio de todas las proteínas de los vertebrados sólo se puede formar en presencia de oxígeno libre. El primer paso hacia los vertebrados parece ser el pikaia en Burgess Shale, un animal parecido a un pez. La ascídia también parece ser el eslabón evolutivo entre aquellos animales que estaban fijados al fondo marino y obtenían su alimento filtrando nutrientes y los peces que nadan libremente. Estos peces (ostracodermos) estaban cubiertos de escamas tipo concha, y no tenían dientes ni mandíbulas. Este salto cualitativo en el periodo silúrico creó los primeros vertebrados.

Fue en este periodo, hace 410 millones de años, en que surgieron las mandíbulas a partir de una agalla frontal, lo que les permitió cazar otros animales en lugar de aspirar nutrientes del fondo marino. "Los primeros peces no tenían mandíbulas", dice Gould. "¿Cómo podría un mecanismo tan complicado, formado por diferentes huesos entrelazados, evolucionar desde el principio? ‘Desde el principio' resulta ser una distracción. Los huesos estaban presente en los antecesores, pero cumplían alguna otra función, apoyaban una agalla arqueada localizada justo detrás de la boca. Estaban bien diseñados para su papel respiratorio; habían sido seleccionados para Éste y no ‘sabían' nada de ninguna función futura. Retrospectivamente, los huesos estaban admirablemente preadaptados para convertirse en mandíbulas. El mecanismo complicado ya estaba ensamblado pero se utilizaba para respirar, no para comer". Este era claramente un caso, en terminología marxista, de elementos de los nuevo en lo viejo. Los primeros peces con mandíbulas, los acantopterigios, o peces espada, dieron lugar a muchos tipos de peces óseos. Los primeros vertebrados terrestres, los anfibios, evolucionaron a partir de estos peces.

Gould continua: "De manera parecida, ¿cómo podría la aleta de un pez convertirse en una extremidad terrestre? La mayoría de los peces formaron sus aletas a partir de rayos paralelos finos que no podrían aguantar el peso de un animal en tierra. Pero un grupo peculiar de peces de agua dulce que viven en el fondo ( nuestros antecesores) evolucionaron una aleta con un eje central fuerte y solamente unas cuantas proyecciones radiadas. Estaba admirablemente preadaptada para convertirse en una pierna terrestre, pero había evolucionado puramente para sus propios fines en el agua, presumiblemente para barrenar el fondo mediante la rotación brusca del eje central contra el substrato.

"En resumen, el principio de preadaptación simplemente afirma que una estructura puede cambiar su función radicalmente sin alterar mucho su forma. Podemos saltarnos los espacios intermedios planteando una retención de las viejas funciones mientras se están desarrollando las nuevas".

El Eustenopteron tenia aletas musculadas y pulmones además de agallas. Durante los periodos de sequía estos peces se aventuraban fuera de las charcas para respirar aire a través de sus pulmones. Muchos de los anfibios carboníferos pasaban la mayor parte del tiempo en la tierra, pero volvían al agua a poner sus huevos. De aquí el salto evolutivo siguiente fue hacia los reptiles, que pasaban la mayor parte de su tiempo en la tierra y ponían menos huevos envueltos en una carcasa de carbonato cálcico. Comentando estos saltos evolutivos, Engels escribe: "Desde el momento en que aceptamos la teoría evolucionista, todos nuestros conceptos sobre la vida orgánica corresponden sólo aproximadamente a la realidad. De lo contrario no habría cambio: el día que los conceptos coincidan por completo con la realidad en el mundo orgánico, termina el desarrollo. El concepto de pez incluye vida en el agua y respiración por agallas; ¿cómo haría usted para pasar del pez al anfibio sin quebrar este concepto? Y Éste ha sido quebrado y conocemos toda una serie de peces cuyas vejigas natatorias se han transformado en pulmones, pudiendo respirar en el aire. ¿Cómo, si no es poniendo en conflicto con la realidad uno o ambos conceptos, podrá usted pasar del reptil ovíparo al mamífero, que pare sus hijos ya en vida? Y en realidad, en los monotremas tenemos toda una subespecie de mamíferos ovíparos, en 1843 yo vi en Manchester los huevos del platypus y con arrogante limitación mental me burlé de tal estupidez como si un mamífero pudiese poner huevos. ÁY ahora ha sido comprobado!"


Extinciones masivas

La frontera entre el Paleozoico y el Mesozoico (hace 250 millones de años) representa el mayor periodo de extinciones de todo el registro fósil. Los invertebrados marinos fueron especialmente afectados. Grupos enteros se extinguieron, incluyendo los trilobites que habían dominado los océanos durante millones de años. La vida vegetal casi no se vio afectada, pero el 75% de las familias de anfibios y el 80% de las de reptiles desaparecieron. Se calcula que actualmente desaparecen tres o cuatro familias cada millón de años. Pero al final del paleozoico se produjo la desaparición del 75/90% de todas las especies. La evolución de las especies se desarrolla a través de este tipo de acontecimientos catastróficos. Sin embargo este proceso de extinciones masivas no representa un paso atrás en la evolución de la vida. Al contrario, precisamente este periodo preparó un importante paso adelante para el desarrollo de la vida sobre la tierra. Los vacíos que dejó en el medio ambiente la desaparición de algunas especies dio la oportunidad a otras para desarrollarse, florecer y dominar la tierra.

Los factores que influyen en la distribución, diversidad y extinciones de las formas de vida son infinitamente variados. Además, están dialécticamente interrelacionados. La deriva continental provoca cambios de latitud, y por lo tanto cambios climáticos. Las variaciones del clima crean ecosistemas que son más o menos favorables para diferentes organismos. La resistencia a las fluctuaciones climáticas y condiciones climáticas son factores clave en este proceso, dando lugar a una mayor diversificación. Podemos observar como la diversidad aumenta a medida que nos acercamos al ecuador.

La ruptura de los continentes, sus separaciones y colisiones, todos estos factores cambian las condiciones en las que se desarrollan las especies, separando un grupo de otro. El aislamiento físico provoca nuevas variaciones adaptativas que reflejan el nuevo entorno. Por lo tanto la fragmentación continental tiende a incrementar la diversidad de formas de vida. Los canguros solamente sobrevivieron porque Australia quedó aislada del resto de los continentes muy temprano, antes de la explosión de los mamíferos que provocó la desaparición de los grandes marsupiales en otros continentes. De igual manera, la destrucción de los océanos provoca extinciones masivas de especies marinas, pero al mismo tiempo crea las condiciones para el desarrollo de nuevas plantas y animales terrestres, como fue el caso al principio de la masa terrestre Pangaea. Por lo tanto el nacimiento y la muerte están indisolublemente unidos en la cadena evolutiva del desarrollo, en la que la extinción masiva de unas especies es la precondición para el surgimiento y el desarrollo de otras, mejor equipadas para sobrevivir en las nuevas condiciones.

No se puede ver la evolución de las especies como un hecho aislado, encerrado en sí mismo, sino como el resultado de la compleja y constante interacción de diferentes elementos, no sólo la infinita cantidad de mutaciones genéticas en los organismos vivos, sino también los cambios continuos en el medio ambiente, las fluctuaciones del nivel del mar, de la salinidad del mar, la circulación de las corrientes oceánicas, el suministro de nutrientes a los océanos, y posiblemente, incluso factores como la inversión del campo magnético de la tierra, o el impacto de grandes meteoritos en la superficie de la tierra. La interrelación dialéctica entre estas diferentes tendencias es lo que condiciona el proceso de selección natural, que ha creado formas de vida mucho más ricas, mucho más variadas y mucho más hermosas que las más fantásticas invenciones de la literatura. (...)

(Extracto Cap. XI. Razón y Revolución.)
Autores A.W. y T.G.
Fuente: http://www.fundacionfedericoengels.org/

29 de diciembre de 2010

EL ORIGEN DE LA VIDA.(Parte II)

ORIGEN PRIMITIVO DE LAS SUBSTANCIAS ORGÁNICAS MÁS SIMPLES: LOS HIDROCARBUROS Y SUS DERIVADOS. En lo fundamental, todos los animales, las plantas y los microbios están constituidos por las denominadas substancias orgánicas. La vida sin ellas es inexplicable. Por lo tanto, la primera etapa del origen de la vida tuvo que ser la formación de esas substancias, el surgimiento del material básico que después habría de servir para la formación de todos los seres vivos.

Lo primero que diferencia a las substancias orgánicas de todas las demás substancias de la naturaleza inorgánica, es que en su contenido se encuentra el carbono como elemento fundamental. Esto puede verificarse fácilmente calentando hasta una alta temperatura diversos materiales de origen animal o vegetal. Todos ellos pueden arder cuando se les calienta donde hay presencia de aire y se carbonizan cuando al calentarlos se impide la penetración del aire, mientras que los materiales de la naturaleza inorgánica —las piedras, el cristal, los metales, etc.—, jamás llegan a carbonizarse, por más que los calentemos.

En las substancias orgánicas, el carbono se halla combinado con diversos elementos: con el hidrógeno y el oxígeno (estos dos elementos forman el agua), con e nitrógeno (éste está presente en el aire en gran des cantidades), con el azufre, el fósforo, etc. Las diferentes substancias orgánicas no son sino diversas combinaciones de esos elementos, pero en todas ellas se encuentra siempre el carbono como elemento básico.

Las substancias orgánicas más elementales y simples son los hidrocarburos o composiciones de carbono e hidrógeno. El petróleo natural y otros varios productos obtenidos de él, como la gasolina, el keroseno, etc., son mezclas de diferentes hidrocarburos. Partiendo de todas estas substancias, los químicos consiguen obtener fácilmente, por síntesis, numerosos combinados orgánicos, a veces muy complicados y en muchas ocasiones idénticos a los que podemos tomar directamente los seres vivos, como son los azúcares, grasas, los aceites esenciales, etc. ¿Cómo han llegado a formarse primeramente en nuestro planeta las substancias orgánicas? Cuando acometí por vez primera el estudio del problema del origen de la vida, el origen primario de las substancias orgánicas me pareció un problema bastante enigmático y hasta inaprensible al entendimiento y al estudio.

Esta opinión era producto de la observación directa de la naturaleza, pues observaba que la inmensa mayoría de las substancias orgánicas inherentes al mundo de los seres vivos se producen actualmente en la Tierra por efecto de la función activa y vital de los organismos. Las plantas verdes atraen y absorben del aire el carbono inorgánico en calidad de anhídrido carbónico, y sirviéndose de la energía de la luz forman, a partir de él, las substancias orgánicas que necesitan. Los animales, los hongos, así como las bacterias y todos los demás organismos que no poseen color verde, se proveen de las substancias orgánicas necesarias nutriéndose de animales o vegetales vivos o descomponiéndolos una vez muertos. Así vemos cómo todo el mundo actual de los seres vivos se sostiene gracias a los dos hechos análogos de fotosíntesis y quimiosíntesis que acabamos de explicar. Más aún; incluso las substancias orgánicas que se hallan en las entrañas de la envoltura terrestre, como son la turba, los yacimientos de hulla y de petróleo, etc., todas ellas han surgido, en lo funda mental, por efecto de la actividad de numerosos organismos en tiempos lejanos vivieron en nuestro planeta y que más tarde quedaron sepultados en la macicez de la corteza terrestre.

Por todo esto, muchos hombres de ciencia de fines del siglo pasado y de principios de éste, aseguraban que las substancias orgánicas no pueden producirse en la Tierra, en contextos naturales, más que mediante un proceso biogenética, es decir, solamente con la intervención de los organismos. Esta opinión, que prevalecía en la ciencia hace 30 años, obstaculizó considerablemente la solución del problema del origen de la vida. Parecía que había formado un círculo vicioso del que era imposible evadirse. Para abordar el origen de la vida era necesario entender cómo se constituían las substancias orgánicas; pero se daba el caso de que éstas únicamente podían ser sintetizadas por organismos vivos. Ahora bien, a esta síntesis sólo es dable llegar si nuestras observaciones no traspasan los límites de nuestro planeta.

Si rebasamos esos límites veremos que en diversos cuerpos celestes de nuestro mundo estelar se están creando substancias orgánicas biogenéticamente, o sea, en un estado ambiental que excluye toda posibilidad de que allí haya seres orgánicos.

El espectroscopio nos permite estudiar la fórmula o composición química de las atmósferas estelares, y a veces casi con la misma exactitud que si tuviéramos muestras de ellas en nuestro laboratorio. El carbono se manifiesta ya en la atmósfera de las estrellas tipo O, que son las más calientes, y se diferencian de los demás astros por su extraordinario brillo. Incluso en su superficie dichas estrellas con tienen una temperatura que fluctúa entre los 20,000 y los 28,000 grados. Se comprende, pues, que en esas situaciones no puede prevalecer todavía ninguna combinación química. La materia está aquí en forma relativamente simple, como átomos libres disgregados, sueltos como pequeñísimas partículas que forman la atmósfera incandescente de estas estrellas.

La atmósfera de las estrellas tipo B, que destellan una luz brillante blanco-azulada y cuya corteza tiene una temperatura de 15,000 a 20,000 grados, también incluye vapores incandescentes de carbono. Pero este elemento tampoco alcanza a formar aquí cuerpos químicos compuestos, sino que existe en forma atómica, es decir, como minúsculas partículas sueltas de materia que se mueven muy rápidamente.

Únicamente la visión espectral de las estrellas blancas tipo A, en cuya superficie impera una temperatura de... 12,000°, nos deja ver por vez primera unas franjas tenues, que indican la existencia de hidrocarburos —las primeras combinaciones químicas— en la atmósfera de esas estrellas. Aquí, por vez primera, los átomos de dos elementos (el carbono y el hidrógeno) se han combinado y el resultado ha sido un cuerpo más complejo, una molécula química.

En las visiones espectrales de las estrellas más frías, las franjas inherentes a los hidrocarburos se manifiestan más limpias a medida que baja la temperatura y adquieren su máxima claridad en las estrellas rojas, en cuya superficie la temperatura es de 4,000°.

Nuestro Sol abarca una situación intermedia en ese sistema estelar. Pertenece a las estrellas amarillas de tipo G. Se ha concluido que la temperatura de la atmósfera solar es de 5,800 a 6,300°. Pero en las capas superiores desciende a 5,0000, y en las más profundas al alcance aun de nuestras investigaciones suele elevarse hasta los 7,0000. Los análisis espectroscópicos han probado que parte del carbono permanece aquí combinado con el hidrógeno (CH metino). Al mismo tiempo, en la atmósfera solar se puede encontrar la combinación del carbono con el nitrógeno (CI-j-2ianógeno). Además, en la atmósfera solar se ha enntrado por primera vez el llamado dicarbono (C t es una mezcla o combinación de dos átomos de carbono entre sí.
Vemos, pues, que en el curso de la evolución del Sol, el carbono, elemento que nos interesa en este momento, ya ha pasado de una forma de existencia a otra.
En la atmósfera de las estrellas más calientes, el carbono se manifiesta en forma de átomos libres y disgregados. El Sol, ya lo vemos, en parte, haciendo combinaciones químicas, formando moléculas de hidrocarburo de cianógeno y de dicarbono.
Para solucionar el problema que estamos examinando, promete un gran interés el estudio de la atmósfera de los grandes planetas de nuestro sistema solar. Las investigaciones han descubierto que la atmósfera de Júpiter está formada en gran parte por amoniaco y metano. Esto da motivos para suponer que también existen otros hidrocarburos. Ahora bien, debido a la baja temperatura que hay en la superficie de Júpiter (135° bajo cero), la masa básica de estos hidrocarburos permanece en estado líquido o sólido. Las mismas combinaciones se manifiestan en la atmósfera de todos los grandes planetas.

Es de excepcional importancia el estudio de los meteoritos, esas “piedras celestes” que de tanto en tanto descienden sobre la tierra procedentes de los espacios interplanetarios. Estos son los únicos cuerpos extraterrestres que se pueden someter directamente al análisis químico y a un estudio mineralógico. Tanto por la índole de los elementos que los componen como por la razón en que se basa su estructura, los meteoritos son iguales a los materiales que hay en las partes más profundas de la corteza de la Tierra y en el núcleo central de nuestro planeta. Se entiende fácilmente la gran importancia que tiene el estudio de la textura material de los meteoritos para aclarar el problema de las primitivas composiciones que se originaron al formarse la Tierra.

Por lo general, se suele situar a los meteoritos en dos grupos principales: meteoritos de hierro (metálicos) y meteoritos de piedra. Los primeros están formados esencialmente por hierro (90%), níquel (8%) y cobalto (0.5%). Los meteoritos de piedra contienen una cantidad bastante menor de hierro (un 25% aproximadamente). En ellos se encuentra en gran cantidad óxido de diversos minerales magnesio, aluminio, calcio, sodio, manganeso y otros.

En todos los meteoritos se halla carbono en diferentes proporciones. Se encuentra sobre todo en forma natural, como carbón, grafito o diamante en bruto. Pero las formas más usuales para los meteoritos son las composiciones de carbono con diferentes metales, los llamados carburos. Es precisamente en los meteoritos donde se ha encontrado por primera vez la cogenita, mineral muy abundante en ellos y que es un carburo compuesto de hierro, níquel y cobalto.

Entre las demás composiciones del carbono que se hallan en los meteoritos, deben señalarse los hidrocarburos. En 1857, se logró extraer de un meteorito de roca hallado en Hungría, cerca de Kabí, cierta porción de una substancia orgánica similar a la cera fósil u ozoquerita. El ensayo de esta substancia demostró que era un hidrocarburo de gran peso molecular Cuerpos parecidos, con moléculas formadas por muchos átomos de carbono e hidrógeno, y a veces de oxígeno y azufre, fueron encontrados en otros muchos meteoritos de diferentes clases.

En las épocas en que se descubrió por vez primera la existencia de hidrocarburos en los meteoritos, imperaba todavía la falsa idea de que las substancias orgánicas (y, consecuentemente, también los hidrocarburos) únicamente podían formarse en condiciones naturales con la intervención de organismos vivos. De ahí que muchos hombres de ciencia adoptaron entonces la hipótesis de que los hidrocarburos de los meteoritos no se conformaron, originariamente, sino que eran productos de la desintegración de organismos que vivieron en otros tiempos en esos cuerpos celestes.
Sin embargo, investigaciones muy meticulosas realizadas posteriormente, destruyeron esas hipótesis, y hoy día sabemos que los hidrocarburos de los meteoritos, al igual que los de las atmósferas estelares, aparecieron por vía inorgánica, es decir, sin ninguna conexión con la vida.

La resultante de esto, sin ningún lugar a dudas, es que las substancias orgánicas también pueden producirse al margen de los organismos, antes de que se produzca esa forma compleja del movimiento de la materia. Y, en efecto, conocemos substancias orgánicas que se han ido formando en numerosos cuerpos celestes en unas condiciones que no cabe ni hablar de la existencia de cualquier género de vida. Ahora bien, si esto es así para la mayoría de los cuerpos celestes más disímiles, ¿por qué nuestra Tierra ha de ser en este asunto una excepción? ¿No sería más concordante y acertado suponer que el proceso biológico de la formación de substancias orgánicas es sólo diferente al de la época actual de nuestro planeta; que ese proceso se inició solamente después de haberse originado la vida sobre la vía de haberse producido un cambio de substancias muy perfecto, pero que también en la Tierra se sintetizaron las substancias orgánicas por vía abiogénica, mediante la cual se formaron los hidrocarburos y sus derivados mucho antes de que se formaran los distintos organismos?

Basándose en los datos obtenidos por el estudio del peso específico de la Tierra, la fuerza de la gravedad y la expansión de las ondas producidas por los terremotos, todos los geoquímicos y geofísicos admiten como demostrado que en el centro de la Tierra existe un núcleo metálico de 3.470 kilómetros de radio, cuyo peso específico es aproximadamente diez. Este núcleo está revestido por diversas capas denominadas geosferas. Directamente adosada al núcleo se halla una grosfera intermedia llamada capa mineral, de 1,700 kilómetros de espesor. Sobre ella está situada la capa rocosa, la litosfera, de 1.200 kilómetros. Y en la superficie de la Tierra, hallamos la hidrosfera, o capa acuosa constituida por los mares y los océanos: y, por último, la capa gaseosa o atmósfera. Todas estas geosferas recubren al núcleo central de la Tierra formando una capa tan gruesa que no es posible llegar directamente a él.
Sin embargo, actualmente se ha logrado especificar con bastante exactitud la composición química del núcleo, y se ha comprobado que coincide plenamente con la composición de los meteoritos de hierro.

La proporción mayor corresponde al hierro, con el que se encuentran mezclados otros metales, como el níquel. El cobalto, el cromo, etcétera. El carbono se encuentra principalmente a manera de carburo de hierro.

Una muestra de esos minerales de las profundidades de nuestro planeta la encontramos en las masas de hierro natural que aparecen en las rocas de basalto de las islas de la Groenlandia Occidental. Sobre todo en los basaltos de la isla de Disco muy cerca del poblado de Ovifag, se han encontrado grandes cantidades de hierro natural que asoman a la superficie. Por su composición química el “hierro de Ovifag” se semeja tanto a los meteoritos metálicos, que por espacio de cierto tiempo se le tuvo como de origen meteorítico, pero actualmente se ha probado su procedencia terrestre. En él se encuentra una cantidad bastante importante de carbono como parte integrante de la cogenita.

Las investigaciones geológicas efectuadas en estos últimos tiempos han conseguido establecer que esos descubrimientos de cogenita en la superficie de la Tierra no representan nada excepcional, pues se le puede hallar en otros muchos lugares. Eso prueba que la cogenita se formó en grandes cantidades, sobre todo en tiempos remotos de la vida de nuestro planeta.

Ahora bien, al ser arrojados por las erupciones o al brotar sobre la superficie de la Tierra en estado líquido, los carburos de hierro y de otros metales debieron comenzar su reacción con el agua o el vapor de ésta, tan abundante en la atmósfera primaria de la Tierra. Como ha demostrado el eminente químico ruso D. Merxdeléiev, el producto de esa reacción es la formación de hidrocarburos. Mendeléiev se preocupó incluso por encontrar en este proceso una explicación al origen del petróleo.

Esta teoría fue rechazada por los geólogos, que de mostraron que la base fundamental del petróleo la constituye un producto de la descomposición orgánica, pero la propia reacción que produce la formación de hidrocarburos al combinarse los carburos con el agua, la puede realizar, naturalmente, cualquier químico. En la actualidad, mediante investigaciones geológicas directas, se ha logrado demostrar que, también ahora, en los lugares donde surgen las cogenitas, cierta cantidad de substancias orgánicas se producen por vía inorgánico en la superficie de la Tierra, en condiciones naturales, por reacción producida entre los carburos y el agua. En consecuencia inclusivamente en nuestros días, junto al proceso ampliamente extendido de formación de substancias orgánicas por fotosíntesis, es decir, por vía biológica, también se verifican en la Tierra ciertos procesos de formación abiogénica de hidrocarburos por las reacciones entre los carburos y el agua. No cabe duda de que tal surgimiento de substancias orgánicas al margen de la vida, tuvo efecto en el pasado, cuando la reacción entre los carburos y el agua tenía lugar en cantidades mucho mayores que en la actualidad. Por lo tanto, esta reacción pudo ser únicamente ella, una fuente que dio principio a la formación primaria en masa de substancias orgánicas, en una época en que todavía no existía la vida en nuestros planetas, antes de que se manifestaran en él los seres vivientes más sencillos.

Las importantes investigaciones de los astrónomos y cosmólogos soviéticos (Y Ambartsumián, G. Shain, V. Fesénkov, O. Shmidt y otros) que nos están descubriendo el proceso de la formación de las estrellas y de los sistemas planetarios, irradian nueva luz acerca del problema de la formación primitiva de las substancias orgánicas en la Tierra.

Investigaciones realizadas con instrumentos muy potentes, fabricados e instalados en el observatorio de Alma Ata, permitieron estudiar pormenorizadamente, la estructura y la evolución de la materia interestelar, de la que antes se sabía muy poco. En nuestro Universo estelar en la Vía Láctea, no toda la materia se encuentra reunida en las estrellas y en los planetas. La ciencia moderna nos ha probado que el espacio interestelar no está vacío, sino que en él hay una substancia que permanece en estado gaseoso y pulverulento. En muchos casos, esta materia gáseo-pulverulenta interestelar se agrupa en formaciones relativamente densas, que forman nubes gigantescas. Esas nubes pueden verse a simple vista como manchas oscuras que se presentan sobre el fondo claro de la Vía Láctea. Ya en la antigüedad habían llamado la atención esas manchas, a las cuales se les dio entonces el nombre de “sacos de carbón”. En estos sitios de la Vía Láctea, las nubes de materia gáseo-pulverulenta fría no nos permiten ver la luz de las estrellas situadas detrás.

Al estudiar la combinación de la materia gáseo pulverulenta interestelar se encontró que en ciertos sitios tiene un ordenamiento fibrilar. El académico IT Fesenkov descubrió que en esos filamentos o fibras de materia gáseo-pulverulenta es donde nacen las estrellas, que más tarde pasan por un determinado desarrollo.

Al principio las estrellas jóvenes tienen un tamaño gigantesco. Durante el proceso de su desarrollo se hacen más densas y se manifiestan rodeadas de una nube gáseo-pulverulenta, que no es otra cosa que el resto de la materia que las originó.
Pero lo que a nosotros nos interesa por ahora no es la formación de las estrellas, sino la de los planetas, y en especial, la del nuestro, la Tierra. Aquí cobra singular interés para nosotros la hipótesis formulada no hace mucho por el académico O. Shmidt.

Según esta hipótesis, la Tierra y los demás planetas de nuestro sistema solar no se formaron de masas gaseosas separadas del Sol (como se creía hasta ahora), sino a causa de que el Sol, en su movimiento en torno al centro de nuestra Galaxia, se habría encontrado con una enorme nube de materia pulverulenta fría, llevándosela a su órbita. En esta materia se habrían formado paulatinamente varios núcleos o aglomeraciones, alrededor de los cuales se habrían ido condensando las partículas gáseo-pulverulentas hasta constituir planetas.

Claro está que aquí aparece un poco confusa la cuestión de cómo pudo el Sol atraer a su órbita la materia pulverulenta al atravesar la nube gáseo-pulverulenta, No obstante, ahora, a la luz de los trabajos realizados acerca de la formación de las estrellas, ya podemos preguntarnos: ¿Es necesaria la hipótesis del arrastre o atracción? ¿No pudo suceder muy bien que el material que sirvió para que se formaran los planetas de nuestro sistema solar fuera justamente esa materia gáseo-pulverulenta que rodea a las estrellas jóvenes que se hallan en formación, y que la edad de la Tierra fuese muy cercana a la del Sol? ¿Quizá éste, lo mismo que las otras estrellas, estuviera circundado al nacer por una gigantesca nube gáseo-pulverulenta, de donde provino el material que habría de dar origen a la Tierra y a los demás planetas de nuestro sistema solar?

Estas teorías de gran sentido lógico y profundamente asentadas en datos obtenidos por la observación, nos proporcionan valiosísimos elementos de juicio para aclarar el problema del origen primario de los elementos orgánicos existentes al formarse nuestro planeta.

El estudio de la composición química de la materia gáseo-pulverulenta, llevado a cabo en estos últimos tiempos, denota la presencia en ella de hidrógeno, metano (y, tal vez, de hidrocarburos más complejos), amoniaco y agua; esta última en forma de pequeñísimos cristales de hielo. De esta manera, en el origen mismo de nuestro planeta coincidieron en su composición a partir de la materia gáseo-pulverulenta, los hidrocarburos más sencillos; el agua y el amoniaco; es decir, todo lo precisamente necesario para formar las substancias orgánicas primitivas. Por tanto, cualquiera que haya sido el proceso que dio origen a la Tierra, al irse formando forzosamente debieron aflorar en su superficie las substancias orgánicas.
Según han constatado las investigaciones de muchos químicos, y especialmente los trabajos del académico A. Favorski y de su escuela, los hidrocarburos tienen la particularidad de hidratarse con suma facilidad, es decir, de incorporar a su molécula una molécula de agua. No hay lugar a dudas de que también los hidrocarburos que se formaron primitivamente en la superficie de la Tierra también se combinaron, en su masa fundamental con el agua. Mediante esto, en la atmósfera primitiva de la Tierra se originaron nuevas substancias por medio de la oxidación de los hidrocarburos por el oxígeno del agua. No cabe duda que de esta manera surgieron diversos alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos y otras substancias orgánicas muy simples, en cuyas moléculas encontramos mezclados esos tres elementos: el carbono, el hidrógeno y el oxígeno. Este último se integra como elemento constituyente de la molécula de agua. Con frecuencia, a estos tres elementos se agrega otro: el nitrógeno, que como amoniaco llegó a ser un elemento constitutivo de la Tierra en formación.

De ahí que como resultado de las reacciones de las hidrocarburos y sus derivados oxigenados más simples con el amoniaco, surgieron cuerpos cuyas moléculas contenían diferentes combinaciones de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. De esta manera se formaron las numerosas sales amoniacas, las amidas, las aminas, etc. (...)

AUTOR: A.I. OPARIN.

Próximo artículo: ¿Cómo surgió la vida?.

28 de diciembre de 2010

EL ORIGEN DE LA VIDA. (Parte I)

LA LUCHA DEL MATERIALISMO CONTRA EL IDEALISMO Y LA RELIGION EN TORNO AL APASIONANTE Y DISCUTIDO PROBLEMA DEL ORIGEN DE LA VIDA. ¿Qué es la vida? ¿Cuál es su origen? ¿Cómo han surgido los seres vivos que nos rodean? La respuesta a estas preguntas entraña uno de los problemas más grandes y difíciles de explicar que tienen planteado las Ciencias Naturales. De ahí que, consciente o inconscientemente, todos los hombres, no importa cuál sea e nivel de su desarrollo, se plantean estas mismas preguntas y; mal o bien, de una u otra forma, les dan una respuesta. He aquí, pues, que sin responder a estas preguntas no puede haber ninguna concepción del mundo, ni aun la más primitiva.

El problema que plantea el conocimiento del origen de la vida, viene desde tiempos inmemoriales, preocupando al pensamiento humano. No existe sistema filosófico ni pensador de merecido renombre que no haya dado a este problema la mayor atención. En las diferentes épocas y distintos niveles del desarrollo cultural, al problema del origen de la vida se aplicaban soluciones diversas, pero siempre se ha originado en torno a él una encarnizada lucha ideológica entre los dos campos filosóficos irreconciliables: el materialismo y el idealismo.

De ahí que, al observar la naturaleza que nos rodea, tratamos de dividirla en mundo de los seres vivos y mundo inanimado, o lo que es lo mismo, inorgánico. Sabido es que el mundo de los seres vivos está representado por una enorme variedad de especies animales y vegetales. Pero, no obstante y a pesar de esa variedad, todos los seres vivos, a partir del hombre hasta el más insignificante microbio, tienen algo de común, algo que los hace afines pero que, a la vez, distingue hasta a la bacteria más elemental de los objetos del mundo inorgánico. Ese algo es lo que llamamos vida, en el sentido más simple y elemental de esta palabra. Pero, ¿qué es la vida? ¿Es de naturaleza material, como todo el resto del mundo, o su esencia se halla en un principio espiritual sin acceso al conocimiento con base en la experiencia?

Si la vida es de naturaleza material, estudiando las leyes que la rigen podemos y debemos hacer lo posible por modificar o transformar conscientemente y en el sentido anhelado a los seres vivos. Ahora bien, si todo lo que sabemos vivo ha sido creado por un principio espiritual, cuya esencia no nos es dable conocer, deberemos limitarnos a contemplar pasivamente la naturaleza viva, incapaz ante fenómenos que se estiman no accesibles a nuestros conocimientos, a los cuales se atribuye un origen sobrenatural.

Sabido es que los idealistas siempre han considerado y continúan considerando la vida como revelación de un principio espiritual supremo, inmaterial, al que denominan alma, espíritu universal, fuerza vital, razón divina, etc. Racionalmente considerada desde este punto de vista, la materia en si es algo exánime, inerte; es decir, inanimado. Por lo tanto no sirve más que de materia para la formación de los seres vivos, pero éstos no pueden nacer ni existir más que cuando el alma introduce vida en ese material y le da a la estructura, forma y armonía.

Este concepto idealista de la vida constituye el fundamento básico de cuantas religiones hay en el mundo. A pesar de su gran diversidad todas ellas concuerdan en afirmar que un ser supremo (Dios) dio un alma viva a la carne inanimada y perecedera, y que esa partícula eterna del ser divino es precisamente lo vivo, lo que mueve y mantiene a los seres vivos. Cuando el alma se desprende, entonces no queda más que la envoltura material vacía, un cadáver que se pudre y descompone. La vida, pues, es una manifestación del ser divino, y por eso el hombre no puede llegar a conocer la esencia de la vida, ni, mucho menos, aprender a regalarla. Tal es la conclusión fundamental de todas las religiones respecto de la naturaleza de la vida, y no se concibe ni se sabe de ninguna doctrina religiosa que no llegue a esa conclusión.

Sin embargo, el problema de la esencia de la vida siempre ha sido abordado de manera totalmente diferente por el materialismo, según el cual la vida, como todo lo demás en el mundo, es de naturaleza material y no necesita para ser perfectamente explicado, el reconocimiento de ningún principio espiritual supramaterial.

La vida no es más que la estructuración de una forma especial de existencia de la materia, que lo mismo se origina que se destruye siempre de acuerdo con determinadas leyes. La práctica, la experiencia objetiva y la observación de la naturaleza viva señalan el camino seguro que nos lleva al conocimiento de la vida.

Toda la historia de la ciencia de la vida -la biología- nos muestra de diversas maneras lo fecundo que es el camino materialista en la investigación analítica de la naturaleza viva sobre la base del estudio objetivo, de la experiencia y de la práctica social histórica; de qué forma tan completa nos abre ese camino correspondiente a la esencia de la vida y cómo nos permite dominar la naturaleza viva, modificar la conscientemente en el sentido anhelado y transformarla en beneficio de los hombres.

La historia de la biología nos brinda una cadena ininterrumpida de éxitos de la ciencia, que demuestran a plenitud la base cognoscitiva de la vida, y una sucesión ininterrumpida de fracasos del idealismo. Sin embargo, durante mucho tiempo ha habido un problema al que no había sido posible darle una so lución materialista, constituyendo por esa razón, un buen asidero para las lucubraciones idealistas de todo género. Ese problema era el origen de la vida.

A diario nos damos cuenta de cómo los seres vivos nacen de otros seres semejantes. El ser humano proviene de otro ser humano; la ternera, nace de una vaca; el polluelo sale del huevo puesto por una gallina; los peces proceden de las huevas puestas por otros peces semejantes; las plantas brotan de semillas que han madurado en plantas análogas. Empero, no siempre ha debido ser así. Nuestro planeta, la Tierra, tiene un origen, y, por lo tanto, tiene que haberse formado en cierto período. ¿Cómo aparecieron en ella los primeros ancestros de todos los animales y de todas las plantas?

De acuerdo con las ideas religiosas, no cabe duda de que todos los seres vivos habrían sido creados originalmente por Dios. Esta acción creadora del ser divino habría hecho aparecer en la Tierra, de golpe y en forma acabada, los primeros ascendientes de todos los animales y de todas las plantas que existen actualmente en nuestro planeta. Un hecho creador especial habría originado el nacimiento del primer hombre, del que descenderían seguidamente todos los seres humanos de la tierra.
Así, según la Biblia, el libro sagrado de los judíos y de los cristianos, Dios habría fabricado el mundo en seis días, con la particularidad de que al tercer día dio forma a las plantas, al quinto creó los peces y las aves, y al sexto las fieras y, finalmente, los seres humanos, en primer lugar al hombre y después a la mujer. El primer hombre, o sea Adán, habría sido creado por Dios, de un material inanimado, es decir, de barro; después lo habría dotado de un alma convirtiéndolo así en un ser vivo.

Pero el estudio de a historia de la religión demuestra palmariamente que estos cuentos ingenuos acerca del origen repentino de los animales y de las plantas, que, de suerte, aparecen hechos y derechos, cual seres organizados, se apoyan en la ignorancia y en una suposición simplista de la observación somera y superficial de la naturaleza que nos rodea.

Esta fue la razón fundamental de que por espacio de muchos siglos se creyese que la tierra era plana y se mantenía inmóvil, que el Sol giraba alrededor de ella apareciendo por el Oriente y ocultándose tras el mar o las montañas, por el Occidente. Esa misma observación superficial y simplista hacia creer muchas veces a los hombres que diferentes seres vivos, como por ejemplo, los insectos, los gusanos y también los peces, las aves y los ratones, no sólo podían nacer de otros animales semejantes, sino que también brotar directamente, generarse y nacer de un modo espontáneo a partir del lodo, del estiércol, de la tierra y de otros materiales inanimados, inertes. Siempre que el hombre tropezaba con la generación masiva y repentina de seres vivos consideraba el caso como una prueba irrefutable de la generación espontánea de la vida.

Y aún ahora, existen ciertas gentes incultas que están convencidas de que los gusanos se generan en el estiércol y en la carne podrida, y que diversos parásitos caseros nacen espontáneamente como consecuencia de los desperdicios, las basuras y toda clase de suciedades e inmundicias. Su observación superficial no advierte que los desperdicios y las basuras sólo son el lugar, el nido donde los parásitos colocan sus huevos, que más tarde dan origen al nacimiento de nuevas generaciones de seres vivos.

En efecto, muy antiguas teorías de [ India, Babilonia y Egipto, nos advierten de esa generación espontánea de gusanos, moscas y escarabajos que surgen del estiércol y de la basura; de piojos que se generan en el sudor humano; de ranas, serpientes, ratones y cocodrilos engendrados por el lodo del río Nilo, de luciérnagas que se consumen. Todas estas fantasías relativas a la generación espontánea correspondían en dichas teorías con las leyendas, mitos vulgares y tradiciones religiosas. Todas las apariciones repentinas de seres vivos, como caídos del cielo, eran interpretadas exclusivamente como manifestaciones parciales de la voluntad creadora de los dioses o de los demonios.

En la antigua Grecia, muchos filósofos materialistas refutaban ya esa definición religiosa del origen de los seres vivos. Sin embargo, el transcurso de la historia facilitó que en los siglos siguientes se desenvolviera y llegase a preponderar una especulación teórica enemiga del materialismo: la concepción idealista de Platón, filósofo de la antigua Grecia.

De acuerdo con las ideas de Platón tanto la materia vegetal como la animal, por sí solas, carecen de vida y sólo pueden vivificarse cuando el alma inmortal, la “psique”, penetra en ellas.

Esta idea de Platón representó un gran papel contra Victorio y, por tanto, negativo en el desenvolvimiento posterior del problema que estamos examinando. Diríase que, hasta cierto punto, la teoría de Platón se reflejó también en la doctrina de otro filósofo de la antigua Grecia, Aristóteles, más tarde convertida en fundamento básico de la cultura medieval y que predominó en e1 pensamiento de los pueblos por espacio de casi dos mil años.

En sus obras, Aristóteles no se circunscribió a detallar numerosos casos de seres vivos que, según su creencia, aparecían espontáneamente, sino que, además, dotó a este fenómeno de una cierta base teórica. Aristóteles consideraba que los seres vivos, al igual que todos los demás objetos concretos, se formaban mediante la conjugación de determinado principio pasivo: la materia; con un principio activo: la forma. Esta última sería para los seres vivos la “entelequia del cuerpo”, es decir, el alma. Ella era la que daba forma al cuerpo y la que lo movía. En consecuencia, resulta que la materia carece de vida, pero es abarcada por ésta, adquiere forma armónicamente y se organiza con ayuda de la fuerza anímica, que infiltra vida a la materia y la mantiene viva.

Las ideas aristotélicas tuvieron gran influencia sobre toda la historia posterior del problema del origen de la vida. Todas las escuelas filosóficas ulteriores, lo mismo las griegas que las romanas, participaron plenamente de la idea de Aristóteles respecto de la generación espontánea de los seres vivos, A la vez, con el transcurso del tiempo, la base teórica de la generación espontánea y repentina fue tomando un carácter cada vez más idealista y hasta místico.

Este último carácter lo adquirió, muy particularmente, a principios de nuestra era, especialmente entre los neoplatónicos. Plotino, jefe de esta escuela filosófica, muy divulgada en aquella época, afirmaba que los seres vivos habían surgido en el pasado y surgían todavía cuando la materia era animada por el espíritu vivificador. Se supone, pues, que fue Plotino el primero que formuló la idea de la “fuerza vital”, la cual pervive aún hoy día en las doctrinas reaccionarias de los vitalistas contemporáneos.

Para describir en detalle el origen de la vida, el cristianismo de la antigüedad se basaba en la Biblia, la cual a su vez había copiado de las leyendas religiosas de Egipto y Babilonia. Los interpretes de la teología de fines del siglo IV y principios del V, o sea los llama dos padres de la iglesia, mezclaron estas leyendas con las doctrinas de los neoplatónicos, fincando sobre esta base su propia elaboración mística del origen de la vida, totalmente mantenida hasta nuestros días por todas las doctrinas cristianas.

Basilio de Cesárea, obispo de mediados del siglo IV de nuestra era, en sus prédicas respecto de que el mundo había sido formado en seis días, decía que, por voluntad divina, la Tierra había concebido de su propio seno las distintas hierbas, raíces y árboles, así como también las langostas, los insectos, las ranas y las serpientes, los ratones, las aves y las anguilas. “Esta voluntad divina —dice Basilio continúa manifestándose hoy día con fuerza indeclinable.

El “beato” Agustín, que fuera contemporáneo de Basilio y una de las autoridades más conspicuas e influyentes de la Iglesia católica, intentó justificar en sus obras, desde el punto de vista de la concepción cristiana del mundo, el surgimiento de la generación espontánea de los seres vivos.

Agustín aseveraba que la generación espontánea de los seres vivos era una manifestación de la voluntad divina, un acto mediante el cual “el espíritu vivificador”, las “invisibles simientes” infiltraban vida propia a la materia inanimada. Así fue como Agustín fundamentó la plena concordancia de la teoría de la generación espontánea con los principios dogmáticos de la Iglesia cristiana.
La Edad Media agregó muy poco a esta teoría anticientífica. En el medioevo, las ideas filosóficas, no importa cuál fuese su carácter, sólo podían sostenerse si iban envueltas en una capa teológica, si se cobijaban con el manto de tal o cual doctrina de la Iglesia. Los problemas de las Ciencias Naturales fueron postergados a segundo plano.

Para opinar acerca de la naturaleza circundante, no se practicaba la observación ni la experiencia, sino que se recurría a la Biblia y a las escrituras teológicas. Únicamente noticias muy escasas acerca de problemas de las matemáticas, de la astronomía y de la medicina arribaban a Europa procedentes del Oriente.

Del mismo modo, y a través de traducciones frecuentemente muy tergiversadas, llegaron a los pueblos europeos las obras de Aristóteles. Al principio su doctrina se estimó peligrosa, pero luego, cuando la Iglesia se dio cuenta de que podía utilizarla con gran provecho para muchos de sus fines, embarneció a Aristóteles elevándolo a la categoría de “precursor de Cristo en los problemas de las Ciencias Naturales”. Y según la acertada expresión de Lenin, “la escolástica y el clericalismo no tomaron de Aristóteles lo vivo, sino lo muerto...” Por lo que respecta en particular al problema del origen de la vida, se había expandido muy ampliamente la teoría de la generación espontánea de los organismos, cuya esencia consistía, ajuicio de los teólogos cristianos, en la vivificación de la materia inanimada por el “eterno espíritu divino”.

En calidad de ejemplo, podríamos citar a Tomás de Aquino, por ser éste uno de los teólogos más afamados de la Edad Media, cuyas doctrinas continúan siendo hoy día, para la Iglesia católica, la única filosofía verdadera. En sus obras, Tomás de Aquino manifiesta que los seres vivos aparecen al ser animada la materia inerte. Así se originan de modo muy particular, al pudrirse el lodo marino y la tierra abonada con estiércol, las ranas, las serpientes y los peces. Incluso los gusanos que en el infierno martirizan a los pecadores, surgen allí según Tomás de Aquino, como consecuencia natural de la putrefacción de los pecados.

Tomás de Aquino fue siempre un gran defensor y un constante propagandista de la demonología militante. Para él, el diablo existe en la realidad y es, además, jefe de todo un tropel de demonios. Por eso aseguraba que la aparición de parásitos malignos para el hombre, no sólo puede surgir obedeciendo a la voluntad divina, sino también por las argucias del diablo y de las fuerzas del mal a él sometidas. La expresión práctica de estas concepciones proviene de los numerosos procesos incoados en la Edad Media, contra las “brujas”, a las que se acusaba de lanzar contra los campos ratones y otros animales dañinos que destruían las cosechas.

La Iglesia cristiana occidental adoptó de la doctrina reaccionaria de Tomas de Aquino, hasta convertirla en severo dogma, la teoría de la generación espontánea y repentina de los organismos. Según la cual los seres vivos se originarían de la materia inerte, al ser animada ésta por un principio espiritual.

Este era también el punto de vista sostenido por las que fue obispo de Rostov y vivió en tiempos de Pedro 1, también sostenía en sus obras el principio de la generación jerarquías teológicas de la Iglesia oriental. Así, Demetrio, espontánea, de manera por demás bastante curiosa para nuestras ideas actuales. Según él, durante el diluvio universal, Noé no había acogido en su arca ratones, sapos, escorpiones, cucarachas ni mosquitos, es decir, ninguno de esos animales que `nacen del cieno y de la podredumbre... y que se engendran en el rocío”, Todos estos seres vivos murieron con el diluvio y `después del diluvio renacen engendrados de esas mismas substancias.”

La religión cristiana al igual que todas las demás religiones del mundo, continúa sosteniendo hoy día que los seres vivos han surgido y surgen de pronto y enteramente constituidos por generación espontánea, a consecuencia de un hecho creador del ser di vino y sin ninguna relación con el desarrollo o evolución de la materia.
Sin embargo, al ahondar en el estudio de la naturaleza viva, los hombres de ciencia han llegado a demostrar que esa generación espontánea y repentina de seres vivos no surge en ninguna parte del mundo que nos rodea.

Esto quedó establecido y de mostrado a mediados del siglo XVII para los organismos con un cierto grado de desarrollo, especialmente para los gusanos, los insectos, los reptiles y los animales anfibios. Investigaciones posteriores patentizaron este aserto, también por lo que respecta a seres vivos de formación más simple; de suerte que incluso los microorganismos más sencillos, que aun no siendo perceptibles a simple vista, nos rodean por todas partes, poblando la tierra, el agua y e aire.

Vemos, pues, que el “hecho” de la generación espontánea de seres vivos, que teólogos de diferentes religiones querían explicar corno un hecho en que el espíritu vivificador infiltraba vida a la materia inerte y que implicaba la base de todas las teorías religiosas del origen de la vida, vino a ser un “hecho” inexistente, ilusorio, basado en observaciones falsas y en la ignorancia de sus interpretadores.
En el siglo XIX se aplicó otro golpe demoledor a las ideas religiosas, respecto del origen de la vida. C. Darwin y, posteriormente, otros muchos hombres de ciencia, entre los cuales están los investigadores rusos K. Timiriázev, los hermanos A. y Y. Kovalevski, 1. Mécnikiv y otros, demostraron que, a diferencia de lo que afirman las Sagradas Escrituras, nuestro planeta no había estado poblado siempre por los animales y las plantas que nos rodean en la actualidad. Por el contrario, las plantas y los animales superiores, comprendido el hombre, no surgieron de pronto, a] mismo tiempo que la Tierra, sino en épocas posteriores de nuestro planeta y a consecuencia del desarrollo progresivo de otros seres vivos más simples. Estos, a su vez, tuvieron su origen en otros organismos todavía más simples y que vivieron en épocas anteriores. Y así, sucesivamente, hasta llegar a los seres vivos más sencillos.

Estudiando los organismos fósiles de los animales y de las plantas que poblaron la Tierra hace muchos millones de años, podemos llegar a convencernos, en forma tangible, de que en aquellas lejanas épocas la población viviente de la Tierra era diferente a la actual, y de que cuanto más avanzamos en la inmensa profundidad de los siglos comprobamos que esa población es cada vez más simple y menos variada.
Descendiendo gradualmente, de peldaño en peldaño, y estudiando la vida en formas cada vez más antiguas, llegamos a concluir cómo fueron los seres vivos más simples, muy semejantes a los microorganismos de nuestros días, y que en pasados tiempos eran los únicos que poblaban la Tierra. Pero, a la vez, también surge inevitablemente la cuestión del punto de origen de las manifestaciones más simples y más primitivas de la naturaleza viva, las cuales constituyen el punto de arranque de todos los seres vivos que pueblan la Tierra.

Las Ciencias Naturales, al mismo tiempo que rechazan la posibilidad de que lo vivo se engendrase al margen de las condiciones concretas del desarrollo del mundo material, debían explicar el paso de la materia inanimada a la vida, es decir, explicar, por tanto, la transmutación de la materia y el origen de la vida.
En los notables trabajos de F. Engels —Anti-Dühring y Dialéctica de la naturaleza—, en sus geniales generalizaciones de los avances de las Ciencias Naturales, se presenta el único planteamiento correcto y científico acerca del problema del origen de la vida. Engels indicó también la ruta que habían de llevar en lo sucesivo las investigaciones en este terreno, camino por el que transita y avanza con todo éxito la biología.

Engels refutó por anticientífico el criterio de que lo vivo puede originarse al margen de las condiciones en que se desarrolla la naturaleza e hizo patente el lazo de unidad existente entre la naturaleza viva y la naturaleza inanimada. Basándose en fehacientes pruebas científicas, Engels consideraba la vida como una consecuencia del desarrollo, como una transmutación cualitativa de la materia, condicionada en el período anterior a la aparición de la vida por una cadena de cambios graduales sucedidos en la naturaleza y condicionados por el desarrollo histórico.

La meritoria importancia de la teoría darwiniana, consistió en haber aportado una explicación científica, una explicación materialista al surgimiento de los animales y plantas trascendentes mediante el conocimiento progresivo del mundo vivo y en haberse servido del método histórico para resolver los problemas biológicos. Sin embargo, en el problema mismo del origen de la vida, muchos naturalistas continúan sosteniendo, aun después de Darwin, el anticuado método metafísico de atacar este problema. El mendelismo-morganismo, muy usual en los medios científicos de América y de Europa occidental, mantiene la tesis de que los poseedores de la herencia, al igual que de todas las demás particularidades substanciales de la vida, son los genes, partículas de una sustancia especial acumulada en los cromosomas del núcleo celular, Estas partículas habrían aparecido repentinamente en la Tierra, en alguna época, conservando práctica e invariablemente su estructura definitiva de la vida, a lo largo de todo el desenvolvimiento de ésta. Vemos, por consiguiente, que desde el punto de vista mantenido por los mendelistas-morganistas, el problema del origen de la vida se constriñe a saber cómo pudo surgir repentinamente esta partícula de sustancia especial, poseedora de todas las propiedades de la vida.

La mayoría de los autores extranjeros que se preocupan de esta cuestión (por ejemplo, Deviliers en Francia y Alexander en Norteamérica), lo hacen de un modo por demás simplista. Según ellos, la molécula del gene aparece en forma puramente casual, gracias a una “operante” y feliz conjunción de átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo, los cuales se conjugan “solos”, para constituir una molécula excepcionalmente compleja de esta sustancia especial que contiene desde el primer momento todas las propiedades de la vida.

Ahora bien, esa “circunstancia feliz” es tan excepcional e insólita que únicamente podría haber sucedido una vez en toda la existencia de la Tierra. A partir de ese instante, sólo se produce una incesante multiplicación del gene, de esa sustancia especial que ha aparecido una sola vez y que es eterna e inmutable.

Está claro, pues, que esa “explicación” no explica en esencia absolutamente nada. Lo que diferencia a lodos los seres vivos sin excepción alguna, es que su organización interna está extraordinariamente adaptada; y podríamos decir que perfectamente adaptada a las necesidades de determinadas funciones vitales: la alimentación, la respiración, el crecimiento y la reproducción en las condiciones de existencia dadas. ¿Cómo ha podido suceder mediante un hecho puramente casual, esa adaptación interna, tan de terminativa para todas las formas vivas, incluso para las más elementales?

Los que sostienen ese punto de vista, rechazan en forma anticientífica el orden regular del proceso que infiltra origen a la vida, pues consideran que esta realización, el más importante acontecimiento de la vida de nuestro planeta, es puramente casual y, por lo tanto, no pueden darnos ninguna respuesta a la pregunta formulada, cayendo inevitablemente en las creencias más idealistas y místicas que aseveran la existencia de una voluntad creadora primaria de origen divino y de un programa determinado para la creación de la vida.

Así en el libro de Schroedinger ¿Qué es la vida desde el punto de vista físico?, publicado no hace mucho; en el libro del biólogo norteamericano Alexander: La vida, su naturaleza y su origen, y en otros autores extranjeros, se afirma muy clara y terminantemente que la vida sólo pudo surgir a consecuencia de la voluntad creadora de Dios. En cuanto al mendelismo organismo, éste se esfuerza por desarmar en plano ideológico a los biólogos que luchan contra el idealismo, esforzándose por demostrar que el problema del origen de la vida —el más importante de los problemas ideológicos— no puede ser resuelto manteniendo una posición materialista.

Sin embargo, esa aserción es absolutamente falsa, y puede rebatirse fácilmente abordando el asunto que nos ocupa y sosteniendo el punto de vista de lo que constituye la única filosofía acertada y científica; es decir, el materialismo dialéctico.

El materialismo dialéctico enseña que la vida es de naturaleza material. Más, sin embargo, la vida no es, en realidad, una propiedad inseparable de toda la materia en general. Por el contrario, la vida sólo es inherente a los seres vivos, pues sabido es que carecen de ella todos los objetos y materiales del mundo inorgánico. La vida es una manifestación especial del movimiento de la materia. Pero esta manifestación o forma especial no ha existido eternamente ni está desunida, de la materia inorgánica por un abismo insalvable, sino que, por el contrario, surgió de esa misma materia en el curso del desarrollo del mundo, como una nueva cualidad.

El materialismo dialéctico nos enseña que la materia nunca está en reposo, sino que se halla en constante movimiento, se desarrolla y en su expansión se eleva a planos cada vez más altos, tomando formas de movimiento cada vez más complejas y más perfectas.

Al elevarse de un plano inferior a otro superior, la materia va adquiriendo nuevas cualidades que antes no tenía, lo cual quiere decir que la vida es, por tanto, una nueva cualidad, que aflora como una etapa determinada, como determinado escalón del desarrollo histórico de la materia. Por lo expuesto se descubre claramente que el camino principal que nos lleva con seguridad y acierto a la solución del problema del origen de la vida es, sin duda alguna, el estudio del desarrollo histórico de la materia, es decir, de ese desarrollo que en otros tiempos condujo a la aparición de una nueva cualidad: a la aparición de la vida.

Ahora bien, el surgimiento de la vida no tuvo efecto de golpe, como trataban de demostrar los sostenedores de la generación espontánea y repentina. Por lo contrario, hasta los seres vivos más simples poseen una estructura tan compleja que, de ninguna manera pudieron haber surgido de golpe; pero si pudieron y debieron formarse mediante mutaciones continuadas y sumamente prolongadas de las substancias que los integran. Estas mutaciones, estos cambios, se produjeron hace mucho tiempo cuando la Tierra aún se estaba formando y en los períodos primarios de su existencia. De aquí, precisamente, que para resolver acertadamente el problema del origen de la vida haya que dedicarse ahincadamente al estudio de esas transformaciones, a la historia de la formación y del desarrollo de nuestro planeta.

En las obras de V. Lenin, encontramos una idea muy profunda respecto del origen evolutivo de la vida. “Las Ciencias Naturales —decía Lenin— afirman positivamente que la Tierra existió en un estado tal que ni el hombre ni ningún otro ser viviente habitaban ni podían habitarla. La materia orgánica es un fenómeno posterior, fruto de un desarrollo muy prolongado”

A principios de siglo, al analizar en su obra ¿Anarquismo o socialismo?, fundamentos de la teoría materialista, expresó muy concretamente que el origen de la vida había seguido un proceso evolutivo. “Nosotros sabemos, por ejemplo que en un tiempo la Tierra era una masa ígnea incandescente después se fue enfriando poco a poco, más tarde surgieron los vegetales y los animales, al desarrollo del mundo animal siguió la aparición de una determinada variedad de simios y luego, a todo ello, sucedió la aparición del hombre”.

“Así se ha producido, en líneas generales, el desarrollo de la naturaleza.”
Merece mencionar el hecho de que el camino evolutivo fue señalado en una época en que aún no había sido publicada la Dialéctica de la naturaleza, de Engels, y cuando en el problema del origen de la vida preponderaba entre los naturalistas (incluso entre los avanzados) el principio mecanicista. Es únicamente en la segunda década del siglo XX cuando la aplicación del principio evolutivo al estudio del problema que nos ocupa empieza a alcanzar gran desarrollo en las Ciencias Naturales. Acerca de esto podemos señalar, de manera muy particular, la opinión de nuestro célebre compatriota K. Tirniriázev, pues en su artículo de los anales científicos de 1912, refiriéndose al asunto del origen de la vida dice:

Nos vemos obligados a admitir que la materia viva ha seguido el mismo camino que los demás procesos materiales, es decir, el camino de la evolución”. “La hipótesis de la evolución, que ahora se expande no sólo a la biología sino también a las demás ciencias de la naturaleza, —a la astronomía, la geología, la química y la física—, nos convence de que esta evolución también se produjo probablemente al realizarse el paso del mundo inorgánico al orgánico.”

Entre los trabajos publicados en la Unión Soviética, es digno de destacarse especialmente el libro del académico Y. Komarov: Origen de las plantas. Komarov analiza y refuta la teoría de la eternidad de la vida y la suposición de que los seres vivos vinieron a la tierra procedentes de los espacios interplanetarios, y añade: “La Única teoría científica es la teoría bioquímica del origen de la vida, el profundo convencimiento de que su aparición no fue sino una de las etapas sucesivas de la evolución general de la materia, de esa complicación cada vez mayor de la serie de compuestos carbonadas del nitrógeno.”

Actualmente, el principio básico del desarrollo evolutivo de la materia es admitido ya por muchos naturalistas, no sólo en la Unión Soviética, sino también en otros países. Pero la mayoría de los investigadores de los países capitalistas solamente admiten este principio como aplicable al período de la evolución de la materia que antecede a la aparición de los seres vivos. Pero cuando se refiere a esta etapa, la más importante de la historia del desarrollo de la materia, estos investigadores resbalan inevitablemente hacia las viejas posiciones mecanicistas, se acogen o invocan la “feliz casualidad” o buscan la explicación en incognoscibles o inescrutables fuerzas físicas.

En el problema del origen de la vida, las modernas Ciencias Naturales tienen trazada la tarea de presentar un cuadro acertado de la evolución sucesiva de la materia que ha culminado en la aparición de los primitivos seres vivos, de estudiar, con base en los datos proporcionados por la ciencia, las diferentes etapas del desarrollo histórico de la materia y descubrir las leyes naturales que han ido apareciendo sucesivamente ene proceso de la evolución y que han producido el devenir de la vida. (...)

AUTOR: A.I.OPARIN.
(Próximo artículo: "Origen primitivo de las substancias orgnánicas más simples: LOS HIDROCARBUROS Y SUS DERIVADOS").