origen de la vida

La Evolución Química y el Origen de la Vida

Acabo de leer What is Life? How Chemistry Becomes Biology, de Addy Pross, un libro sobre el problema del origen de la vida que parafrasea el famoso título de libro de Erwin Schrodinger What is Life?( es también un libro cortito, aunque algo más que el de Schrodinger, se ve que no hay todavía mucho que decir sobre el Origen de la Vida ;)). Os voy aexplicar primero la idea fundamental del libro y os cuento después los experimentos en los que se basa esa idea.

Fijaos en la Figura 1 donde se describen las dos fases en la aparición de la vida:
1. La primera fase es el paso de la No-vida a la Vida simple. A esta fase química en la que la vida emerge de la No-Vida se le da el nombre de Abiogénesis.
2. La segunda fase es el paso de la vidasimple a la vida compleja. Esta es la fase biológica y está perfectamente explicada con la Selección Natural de Darwin

Figura 1

La Teoría de la Evolución se admite que es aplicable desde que aparece el primer ser vivo ( el famoso LUCA, last universal common ancestor) y Darwin mismo, con muy buen criterio, no se metió con el problema del origen de la vida, porque lo veía irresoluble en sutiempo. Pues bien, lo que nos dice Addy Pross es que ya había evolución antes de que apareciera la vida. Lo que él dice es que estas dos fases son en realidad un único proceso continuo, y que existe una Evolución Química o Molecular antes de la Evolución Biológica, y que son en realidad la misma cosa. También nos dice que la Vida es un tipo especial de Química.

Vamos con las pruebas y datos paradecir esas cosas que dice Pross. En 1967, Sol Spiegelman, un microbiólogo de la Universidad de Illinois realizó uno de los experimentos clásicos más importantes en Biología Molecular, cuando consiguió que se produjera replicación molecular de ARN (Acido Ribonucleico) en un tubo de ensayo. Spiegelman simplemente mezcló una hebra de ARN con los bloques de los que se compone el ARN y una enzimacatalizadora para acelerar la reacción. Los bloques de los que se compone el ARN son los nucleótidos Guanina (G), Adenina (A), Citosina (C), y Uracilo (U). La forma en la que se realiza el proceso la tenéis en la Figura 2, pero no os asustéis de esta pequeña explicación bioquímica porque los resultados del experimento son muy sencillos de entender.

Figura 2

Lo que ocurre resumido es lo siguiente.El ARN actúa como plantilla y sobre él se van depositando los nucleótidos siguiendo la regla de que U va con A y G va con C. Luego estos nucleótidos se unen entre sí formando una hebra, una cadena de nucleótidos complementaria, que posteriormente se separa y queda libre. Esta hebra es como la imagen en el espejo de la primera, es decir que no es igual a la primera, pero esta segunda hebra actúa asu vez de molde para un nuevo proceso de replicación, y en dos pasos hemos conseguido una hebra igual la original. Pero esto no es lo importante...

...Lo interesante viene ahora. Este proceso de replicación no es perfecto y a veces un nucleótido erróneo se pega a la plantilla, por ejemplo un C en lugar de un A. Este fallo da lugar a un ARN mutante, y pasado un tiempo tenemos dos poblaciones deARN, el ARN original y el ARN mutado. Y aquí es donde Spiegelman observó algo espectacular. A lo largo del tiempo la solución se llenó de ARN mutante porque se replicaba más rápido que el ARN original. De hecho, ¡la secuencia original puede llegar a desaparecer con el tiempo! Es decir, ¡se está produciendo selección darwiniana al nivel molecular! Dado que los ARN más cortos se replican antes, lahebra original compuesta de unos 4000 nucleótidos se acortó y acabó en unos 550. Esto recuerda de forma asombrosa a cuando organismos como las salamandras que viven en la oscuridad se deshacen de los ojos porque ya no son necesarios. Verdaderamente increíble. Antes de que sigamos es importante recalcar que este proceso del experimento de Spiegelman es totalmente químico, no biológico. El ARN es...