El origen de la vida en la Tierra siempre ha sido tema de grandes debates. Aunque históricamente hubo muchas hipótesis, las que han superado con éxito la prueba del tiempo, son dos posturas básicas, desde el punto de vista científico: La abiogénesis o biopoiesis y la panspermia.

La primera, dice que la vida se originó en la Tierra a partir de materia inanimada. La segunda, que la vida se habría originado a partir de organismos que llegaron a nuestro planeta desde cometas, meteoritos u otros objetos extraterrestres.

Pero antes, para ponernos en contexto, veremos un poco de historia, con las teorías predominantes sobre los primeros años de la Tierra.

No es un episodio de Robotech... sino la Tierra, al final del período Hadeico. Mario Prot.

En el comienzo...

El Sol se formó hace aproximadamente 4.570 millones de años, a partir de una nebulosa de 65 años luz de diámetro (o sea, más o menos 614 billones de kilómetros). El polvo estelar estaba separado en numerosos “trozos”, uno de los cuales, de unos 3 años luz de diámetro, colapsó para convertirse en nuestro sol y en el sistema planetario que habitamos.

Nuestro planeta se formó paralelamente al Sol, a partir de esta misma nebulosa: comenzó su existencia aproximadamente 30 millones de años después de que el sol naciera. Unos 10 millones de años después, se formó la Luna, en un proceso que no está plenamente aclarado (aparentemente fue tras el impacto contra la Tierra, de un objeto del tamaño de Marte, llamado Theia).

En la era Hadeica –que abarca desde la formación de la Tierra, hasta hace unos 4 mil millones de años atrás–, nuestro planeta se formó inicialmente a partir de la acumulación gravitatoria de material. En ese período, la Tierra se enfrió rápidamente, produciendo las primeras rocas (las más antiguas son unos zircones de 4.400 millones de años atrás). Los minerales hallados, por su naturaleza, requerían también agua líquida y por ende, una atmósfera para su formación. Esta atmósfera ya poseía condiciones adecuadas para el eventual desarrollo de la vida, de acuerdo a la hipótesis del Enfriamiento Temprano, que es la dominante actualmente. Concentrémonos, entonces, en la primera teoría, la abiogénesis, o surgimiento de la vida desde la materia inerte.

De lo inanimado a lo animado

La primera atmósfera de la Tierra estaba compuesta de metano y amoníaco, y provenía de la nebulosa originaria que nos formó. Pero esos gases fueron expulsados en parte por el viento solar y fueron reemplazados por una segunda atmósfera, originada por las emanaciones de las rocas que aún estaban incandescentes y, posiblemente, también por el aporte de unos cuantos cometas, de donde puede haber venido una parte del agua existente actualmente en nuestro planeta.

Esta “segunda” atmósfera estaba compuesta de nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de agua; además había un gran océano que cubría buena parte del planeta, el que apareció no más de 100 millones de años tras formada la Tierra. (Cuando averigüé esto dije “¡pero cómo! ¿que la Tierra no había estado fundida más tiempo?”. Pero eso tiene otra explicación…que ya veremos.).

Y bien, hace alrededor de 4.100 millones de años, surgieron las primeras formas de vida en nuestro planeta.

Hay gran debate respecto a cómo fue que ocurrió esto, pero existen algunos acuerdos básicos. La vida se habría originado en el agua, posiblemente a una profundidad mayor de 10 metros, pues los rayos ultravioleta llegaban íntegramente a la Tierra, ya que no había ni oxígeno, ni menos capa de ozono.

Otro consenso es que la vida se habría originado a partir de la transformación de moléculas simples en otras más complejas. Esto fue probado de forma espectacular en el experimento de Miller-Urey de 1952, quienes con una chispa eléctrica, lograron crear más de 20 aminoácidos (las bases de la vida) a partir de una mezcla de gases similares a la que se creía hubo en la atmósfera original. Ahora se piensa que fueron gases distintos, pero se ha podido replicar el experimento de todas formas, bajo esas nuevas condiciones.

Respecto a cómo se llega desde ello a la vida como la conocemos, es otra cosa. Las hipótesis más relevantes son las siguientes, según el énfasis que se le quiera dar a uno u otro aspecto de los organismos vivos:

• Por replicación (el mundo de ARN): Todas las células utilizan el ADN para copiar y transmitir información esencial para su funcionamiento. Sin embargo, existe una molécula más simple, llamada ribozima, que no sólo se autorreplica, sino que cataliza la replicación en otras moléculas. Esta molécula, que es un tipo de ácido ribonucleico (o ARN) se ha podido crear en laboratorio y produce automáticamente más moléculas como ella misma, existiendo las condiciones adecuadas. Esta hipótesis, dice que la vida surgió al aparecer el ARN y que desde ahí comenzó su evolución.
• Por membranas (el mundo lípido): Otra hipótesis sugiere que el primer paso debió ser la aparición de membranas lípidas, donde los futuros componentes de las células estuvieran protegidos. Se ha encontrado que estas membranas, bajo la forma de liposomas o pequeñas burbujas, pueden aparecer espontáneamente en las condiciones que ofrecía la Tierra en ese entonces.
• Por metabolismo (el mundo de hierro y sulfuro): Por otra parte, también se ha encontrado que, en presencia de monóxido de carbono y de sulfuro de hidrógeno, usando como facilitadores o catalizadores al sulfuro de hierro y de níquel, y en condiciones de alta temperatura (100° a 200°C) y presión moderada, es posible que ocurra la aparición de aminoácidos y posteriormente de proteínas. Esas condiciones existen en las fisuras volcánicas en el fondo de los océanos. Este modelo tiene el problema de que es muy difícil que las proteínas evolucionen si carecen de la capacidad de replicarse.
• Teoría de la arcilla: Se ha encontrado que la arcilla montmorillonita es un impresionante catalizador: al parecer, facilita tanto la aparición del ARN, como la aparición de liposomas que pueden proteger a ese ARN del medio ambiente. Por lo tanto, la vida habría surgido originalmente en la arcilla, según esta hipótesis.

Aunque ninguna hipótesis parece ser totalmente prevaleciente, es obvio que la vida surgió, y a mí me da la impresión, como lego, que tendría que haber sido una combinación de todos los factores, que evolucionaron paralelamente. De todas maneras, tras la Gran Catástrofe del Oxígeno o Gran Oxidación, hace 2.400 millones de años, la inmensa mayoría de los organismos anaeróbicos desaparecieron de la faz de la Tierra, pues el oxígeno era tóxico para ellos... por lo que buena parte de la evidencia se fue con ellos.

Posible origen de la Luna -Theia chocando con la Tierra. NASA/JPL, Caltech.

El Bombardeo Intenso Tardío

¿Qué es eso? Como su nombre lo indica, fue un bombardeo… de meteoritos. Aparentemente, muchos de los cráteres que observamos actualmente en la Luna, fueron producto de una feroz lluvia de meteoritos, que literalmente arrasó con todo lo que se le cruzaba, entre 4.100 millones y 3.800 millones de años atrás. Se piensa que buena parte de la corteza terrestre se volvió a fundir, lo que explica que no existan grandes conjuntos de roca que superen esa edad. También se piensa que este bombardeo, esterilizó la Tierra hasta unos 10 metros de profundidad.

Sin embargo, es muy probable que la vida haya resistido, en las fisuras hidrotermales del fondo del océano, a muchos metros de profundidad, donde aún hay vida hasta nuestros días.

El Bombardeo Intenso Tardío es un punto de inflexión en la historia de la Tierra, hasta tal punto, que es aquí donde se pasa de la era Hadeica, a la era Arcaica, pues se produce una estabilización definitiva, y finalmente comienzan a aparecer los continentes como los entendemos hoy.

Rosetta y la sonda Philae, que encontró compuestos orgánicos en el cometa 67P/Chutyumov-Gerasimenko. European Space Agency.

La Panspermia

La segunda hipótesis del origen de la vida, es la panspermia. Es una bella hipótesis: nos dice que la vida no surgió en la Tierra, sino que fue “traída” a ella, a través de objetos extraterrestres, como cometas y meteoritos. Ojo que plantea que organismos completos llegaron a la Tierra y la colonizaron: cuando se habla de compuestos orgánicos formados en el espacio, se trata de “pseudopanspermia”, también llamada panspermia molecular o panspermia “débil”. Se le critica, en todo caso, que no de explicación alguna al origen de la vida, sino que se limite a afirmar que llegó desde otra parte.

Existen dos mecanismos propuestos para la panspermia:

• Impulso por radiación: La radiopanspermia, plantea que bacterias u otros microorganismos, llegaron a la Tierra a través de enormes distancias estelares, impulsados por la presión de la radiación solar. Aunque se ha encontrado que los rayos ultravioletas son mortales para los microorganismos, estos sí pueden sobrevivir al vacío del espacio y las temperaturas extremas que se encuentran en él, por lo que bastaría una cubierta mínima para evitar ser afectados por la radiación .
• Impulso por objetos: La litopanspermia nos dice que los meteoritos y otros objetos, son un refugio adecuado para organismos unicelulares o microscópicos, y que les pueden proteger de la radiación cósmica. Para ello deben sobrevivir a la eyección planetaria, esto es, al estallido que les arranque de su planeta original, luego al tránsito por el espacio y finalmente al ingreso a la atmósfera. No se ha encontrado aún pruebas de que esto haya ocurrido efectivamente, aunque sí se han encontrado restos de moléculas orgánicas en meteoritos.

A pesar de lo descabellado que pueda sonar a primera vista que los microorganismos puedan dárselas de astronautas, hay evidencia de que es posible. Se han encontrado bacterias y esporas a 41 kilómetros de altura, por lo que aparentemente sí sería posible que vida diminuta abandonara su planeta de origen. Asimismo, organismos microscópicos han sobrevivido 548 días en el espacio, afuera de la Estación Espacial Internacional, pudiendo ser revividos tras ese período, lo que ha sido comprobado en numerosos otros experimentos.

En cambio, respecto a la panspermia molecular, la evidencia es clara, abundante, y contundente. De partida, la NASA encontró que los compuestos orgánicos aromáticos, aparecieron muy temprano tras el Big Bang (en los primeros dos mil millones de años) y que corresponden al 20% de todo el carbono existente en el universo.

Asimismo, el 2013, el proyecto ALMA, acá en Chile, descubrió que existían moléculas precursoras del ADN en el espacio exterior (o sea, que podían producir reacciones químicas que llevan a la producción de ADN). ¡Incluso se han encontrado moléculas orgánicas complejas, también precursoras del ADN, en las estrellas!

El año pasado, además, en la NASA fueron capaces de crear los “bloques básicos” del ADN y el ARN, en el espacio exterior, a partir de reacciones químicas con compuestos orgánicos existentes y detectados anteriormente en el espacio.

Por lo tanto, existe una gran posibilidad de que en la nebulosa que originó nuestro sistema solar, ya hayan existido moléculas orgánicas muy complejas, que puedan haber llevado a la aparición de ADN y ARN bajo condiciones adecuadas… como las existentes en la Tierra temprana.

Molécula de RNA - Janet Iwasa.

A modo de conclusión

Nuestro último ancestro común, el de todos los seres vivos, vivió hace unos 3.400 millones de años. Sin embargo, la vida ya existía 700 millones de años antes que eso. Personalmente, pensaba que la vida era muuuucho más reciente en nuestro planeta. Parece no serlo y, aparentemente, ha estado aquí desde casi el comienzo. Eso es mucho tiempo… en particular porque como especie, no tenemos ni un tercio de millón de años sobre la Tierra.

La magnitud del tiempo y de los eventos que llevaron a la existencia de nuestro planeta, y de la vida en él, inevitablemente producen una sensación de vértigo ante la infinitud del espacio y del universo. Hacen pensar, además, que somos parte de un sistema complejísimo y que somos producto de literalmente miles de millones de años de evolución. Muchos procesos extremadamente complejos debieron ocurrir para que existiera el oxígeno que respiramos y para que apareciera siquiera ese ancestro lejanísimo, que llevaría finalmente a la existencia de la humanidad. Es algo que inspira un gran respeto. Y que da mucho, pero mucho sentido, por ejemplo, al surgir de la conciencia ecológica durante el último siglo.

Según Jeremy England, del MIT, la vida iba a surgir inevitablemente, porque es una característica inherente al universo que habitamos. England plantea que cuando un grupo de átomos es impulsado energéticamente y rodeado de calor, se reestructura gradualmente para disipar mejor este calor. Y las formas que van asumiendo, se parecen más y más a las moléculas orgánicas que conocemos, hasta convertirse en vida. “Si aplican luz a un grupo de átomos por un tiempo suficientemente largo, no es sorprendente que obtengan una planta”, dice England. Ignoro si es realmente así o no. Si el universo está “obligado” a vivir o no. Pero el hecho que estemos vivos hoy y que podamos contemplar el intrincado y asombroso camino que ha seguido la vida a lo largo de millones de años, es algo que deberíamos valorar.

¿Ustedes qué opinan? ¿La vida era algo inevitable o es una gran casualidad?