La formación del universo y el origen de la vida

Teoría del Big Bang

Las primeras explicaciones históricas sobre el origen de la vida y los seres vivos sostienen que los diversos seres vivos fueron creados por algún ser superior. "En la actualidad se entiende que los textos religiosos pretenden mostrar la intervención divina en la creación de la vida, pero no explicar cómo se ha originado la materia viva, lo cual pertenece al ámbito de los textos científicos." (Cooper, 201 5). La ley de Hubble, los astrónomos observan que hay una relación directa entre la distancia a un objeto remoto y la velocidad con que está alejándose, explica una de los posibles puntos a tomar en consideración sobre el origen del universo.  Luego se tuvo la teoría del Big Bang, el Universo se cree que era un caliente y denso plasma. Aparecen los átomos más sencillos de hidrógeno y helio, en donde una gran explosión causa el origen de toda la materia.

Teoría Inflacionaria

La teoría inflacionaria, formulada por el gran cosmólogo y físico teórico norteamericano Alan Guth y Andrei Linde en los años ochenta, intenta explicar los primeros instantes del universo basándose en estudios sobre campos gravitatorios fuertísimos, supone que una fuerza inflacionaria ejercida en una cantidad de tiempo prácticamente inapreciable sobre un punto que concentraba toda la materia, la energía, el espacio y el tiempo hizo que se dividiera en las cuatro fuerzas fundamentales que ahora conocemos como fuerza gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil, provocando el origen del universo. El empuje inicial duró un tiempo prácticamente inapreciable, pero fue tan violenta que, aun cuando la atracción de la gravedad frena las galaxias, el universo todavía crece y absolutamente todo en el universo está en constante movimiento.

La teoría de la generación espontánea

Esta teoría defiende que algunos seres vivos podrían originarse a partir de materiales inertes, como el barro, el sudor, la carne en corrupción, etc. Esta hipótesis fue aceptada en el mundo científico durante siglos. Entre otros, fue sostenida por Aristóteles (384-322 a. C.). Se pensaba que del barro se generaban las anguilas; de la lluvia, las ranas; de la carne en putrefacción, los gusanos y las moscas; etc. El médico italiano Francesco Redi (1626-1698) realizó varios experimentos que demostraban que la idea de la generación espontánea era errónea.

La hipótesis de los coacervados

El científico ruso A. Oparin (1894-1980) sostenía que la aparición de la vida estuvo precedida de una evolución química. Según él, la atmósfera terrestre primitiva estaba constituida por hidrógeno (H2), agua (H2O), amoníaco (NH3), algunos hidrocarburos como el metano (CH4), etc.; no consideró que presentase dióxido de carbono. A partir de estos elementos, al enfriarse la Tierra, se originó una gran cantidad de moléculas orgánicas (de C, H, O y N) que se acumularon en la hidrosfera y constituyeron el caldo primitivo (denominado así por J. B. Haldane). Algunas de estas moléculas pequeñas (monómeros) debieron de combinarse y formar moléculas de elevado peso molecular (polímeros), las cuales, a su vez, se unirían espontáneamente para constituir microscópicas estructuras cerradas, llamadas coacervados, formadas por una envoltura de polímeros y un medio interno que podría presentar enzimas. 

"Los coacervados tendrían un metabolismo muy sencillo que les permitiría crecer y dividirse.  Oparin logró obtener coacervados en el laboratorio que crecieran y que se dividieran." (Audersik, octava edicion, 2014). En 1924 llegó a la conclusión de que los coacervados eran los precursores de los seres vivos. En 1929, el inglés J. B. Haldane llegó a unas conclusiones similares a las de Oparin, por lo que se suele hablar de la teoría de Oparin-Haldane explica cómo se pudo pasar de la materia inorgánica a la orgánica, pero no cómo se pasa de la no vida a la vida, ya que ni explica el origen de las enzimas internas de los coacervados ni cómo podrían evolucionar, al carecer estos de información genética. 

  

La síntesis experimental de materia orgánica sencilla

En 1952, S. Miller confirmó experimentalmente la hipótesis de Oparin. En un matraz esférico introdujo los gases que presumiblemente constituían dicha atmósfera primitiva (metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua) y los sometió durante una semana a descargas eléctricas que simulaban las posibles tormentas eléctricas. Mantuvo el recipiente a una temperatura próxima a la de la ebullición del agua. Posteriormente, comprobó que en el recipiente habían aparecido moléculas orgánicas sencillas como glú- cidos, ácidos grasos y aminoácidos. 

La síntesis artificial de materia orgánica compleja

El científico americano S. Fox consideró la posibilidad de que, en las regiones volcánicas próximas al mar de la Tierra primitiva, las mezclas de aminoácidos del caldo primitivo se calentaron y se desecaron, lo que pudo originar polímeros de aminoácidos, es decir, proteínas. Lo comprobó experimentalmente en 1958. Introdujo en un horno una porción de lava en la que había puesto una mezcla de 18 tipos de aminoácidos y los mantuvo a 170 ºC durante unas cuantas horas. Obtuvo polímeros de aminoácidos similares a las proteínas que denominó proteinoides termales, que formaban pequeñas gotitas, a las que llamó microesferas. Estas podrían ser capaces de captar energía del medio externo y dividirse. No obstante, los experimentos de Fox no explicaban cómo se originaría la primera estructura viva, ya que las microesferas no presentaban moléculas capaces de contener y transmitir la información biológica. Actualmente se piensa que estas moléculas debieron de formarse en una de las primeras fases de la evolución protobiológica.

La síntesis de ácidos nucleicos 

A partir de 1959, el científico catalán Joan Oró (1923-2004), siguiendo un protocolo parecido al de S. Miller, pero cambiando la composición de los gases que utilizaba este por otros abundantes en los cometas (ácido cianhídrico, amoníaco y agua), consiguió sintetizar las moléculas que constituyen los ácidos nucleicos. Según Oró, los primeros compuestos orgánicos podrían haberse formado en parte en la Tierra y en parte en los meteoritos y cometas que cayeron sobre nuestro planeta. Oró concibió que el primer ser vivo debió de originarse a partir de la acción conjunta de cinco macromoléculas: un protorribosoma (estructura que sintetiza las proteínas), una protoenzima, un proto-ADN o un protoARN (con la información biológica y capacidad de autoduplicarse), un proto-ARN de transferencia y una membrana.