El origen de la vida, de Aleksandr Oparin

No sabéis la profunda ironía que hay en poner una hélice de ADN encabezando este post

Me vais a perdonar si, siendo una obra tan breve como lo es (de poco más de cien páginas en la versión de la que dispongo), escribo tan pesada introducción, pero por la naturaleza del tema a tratar, incluso el propio Oparin lo hace.

El origen de la vida ha sido un tema de ferviente discusión a lo largo de la historia. La premisa es sencilla: la experiencia nos demuestra que todo ser vivo proviene de otro ser vivo, su progenitor. En términos causales, esto significa que si la causa de cada ser vivo es su progenitor, se genera una cadena de causas y efectos que nos retrotrae, necesariamente, a una primera causa, que no pudo ser causada por nada. Esto es, un ser vivo que no nace de otro.

Aristóteles llamaría a esto (aunque en otro contexto completamente distinto) el motor inmóvil. Por supuesto Aristóteles no utilizó este concepto para tratar el tema del origen de la vida, él lo utilizó en su Metafísica para explicar que, si todo movimiento en el universo tiene una causa, hubo de haber una causa inicial que iniciara la cadena. Este planteamiento, aunque en un principio nos parece estrictamente materialista y profundamente fundamentado en la experiencia (las leyes de la mecánica, la causalidad), llevaría a Santo Tomás de Aquino a interpretar este motor inmóvil, esta causa incausada (causa sin causa), como Dios. Claro está que Aristóteles no se estaba refiriendo a ningún dios, y menos en el sentido cristiano de la palabra. Para él, esta primera causa operaba de forma pasiva y no tenía ninguna influencia activa sobre el universo (¿Aristóteles hacía referencia a Dios? ¿A un Dios sin poder? ¿No es esto, contradictorio?). Este primer motor existía desde siempre y desde siempre se encontraba describiendo círculos con su movimiento (el círculo era considerado en la ideología griega como el movimiento perfecto: sin principio ni fin), y los astros aspiraban a este movimiento perfecto, emulando lo mejor que podían su movimiento. Es en este sentido pasivo, y en ningún otro, en el que Aristóteles habla del motor inmóvil. Hago este inciso tan poco justificado porque Aristóteles era, a su manera y en la medida en que la ideología de la época lo permitía, materialista. Y sin embargo, la sesgada interpretación de Aristóteles que realizaron ciertos individuos, le convirtieron en el fundamento de la filosofía escolástica (idealismo cristiano).

Respecto a esto, Oparin cita a Lenin: «la escolástica y el clericalismo no tomaron de Aristóteles lo vivo, sino lo muerto» (1947, p. 304)

Pero prosigamos con lo que nos ocupa. Siguiendo con Aristóteles, él, igual que todos los filósofos de la antigüedad y casi todos los que los sucedieron, creía profundamente en la generación espontánea. El concepto hace honor a su nombre y básicamente hace referencia a la aparición eventual de un ser vivo complejo a partir de materia inanimada. Para que nos entendamos: moscas del estiércol, peces del agua estancada, ranas del barro. Para ser justos, admitamos que la observación con los medios de los que se disponía en aquella época no contradecía esta tesis: si descuidabas comida sin un método eficaz de conservación (salación, ahumado, refrigeración…), al cabo del tiempo aparecerían en ella gusanos, hongos… a pesar de no observar en ningún otro lugar de la casa ni lo uno ni lo otro. ¿De dónde iba a venir el gusano o el hongo que proliferaba en la comida? Debía nacer de ella.

Estas ideas que el maestro Aristóteles desarrolló en su afán de encontrar una respuesta “científica” a los fenómenos del mundo sensible, de nuevo sirvieron a la Iglesia para sus propósitos: de la misma forma que Dios inoculó energía vital al barro (materia inanimada) para hacer surgir a Adán, el Diablo, sirviéndose de energías malignas, podía hacer crecer plagas de la putrefacción y la mugre. A estas alturas hemos de reconocer la maestría con la que ha logrado siempre la Iglesia tomar de la “ciencia” aquello que puede usar en su favor para no ser completamente desbancada (¿Os suena el diseño inteligente? Seguro que sí).

Oparin tuvo que enfrentarse a esta y a otras ideas idealistas, aún persistentes en sus días, y lo hizo siguiendo una línea muy clara:

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 soviética. 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. (Oparin, 1992, p. 16)

Así pues, Oparin se propone explicar mediante el materialismo este paso de la materia inanimada a la vida.

No cabe la menor duda de que toda forma de vida conocida está basada en el carbono. Este elemento, combinado con hidrogeno, nitrógeno, oxígeno… da lugar a las moléculas orgánicas más simples, constituyentes de cualquier organismo vivo. Es por esto que, si analizamos la procedencia de esta clase de compuestos en nuestro planeta, veamos que el origen es siempre un ser vivo. Pero siguiendo el mismo razonamiento aristotélico de antes, hubo de existir un primer origen para este tipo de compuestos, un origen abiótico.

Para resolver este problema, Oparin se detiene a analizar la espectroscopía de las estrellas, así como la composición de diversos meteoritos recogidos en la Tierra, llegando a la conclusión de que, no solo son abundantes en todo el cosmos los elementos como el carbono o el hidrógeno, sino que incluso se encuentran, y en cantidades significativas, combinados, dando lugar a moléculas más complejas, como los hidrocarburos, el amoníaco, el metano…

Partiendo de la base de que la Tierra no es un caso especial y distinto al de todos los demás planetas que, según se ha demostrado, albergaban hidrocarburos, amoníaco y demás compuestos en su atmósfera, Oparin llega a la conclusión de que incluso en una Tierra primitiva, se encontraron todos estos compuestos antes de existir la vida.

Por otra parte, los trabajos de A. Favorski y de su escuela, así como los de otros muchos químicos, demostraron la facilidad que tienen los hidrocarburos de hidratarse. Esto implica que, en presencia de agua, un hidrocarburo tenderá a incorporar a su composición, de forma espontánea, una molécula de agua. Una vez demostrada la presencia de hidrocarburos en la Tierra primitiva, no cabe duda de que así se formaron los diversos alcoholes, aldehídos, cetonas, ácidos y otros tantos derivados oxigenados de los hidrocarburos. Estos, junto con el amoníaco, formaron, a su vez, sales de amoniaco, amidas, aminas…
Experimentos de distintos químicos soviéticos demostraron la facilidad de estos sencillos compuestos orgánicos, para dar lugar espontáneamente a otros más complejos, cuando se les disolvía en agua. Así, el compatriota A. Bútlerov demostró que si se diluye formalina (aldehído) en agua calcárea (la que se encuentra en formaciones naturales), al cabo del tiempo se obtendrá azúcar. También A. Baj, padre de la bioquímica soviética, demostró que, si se disuelven formalina y cianuro potásico, se obtendrá una sustancia nitrogenada de alto peso molecular, que podía reaccionar de la forma distintiva en la que lo hacen las proteínas.

Sin embargo, a pesar de la facilidad con la que pudieron formarse los aminoácidos o los monosacáridos, para la síntesis de proteínas y polisacáridos se requiere una abundante fuente de energía. Esto significa que no basta con conservar una disolución acuosa de aminoácidos para obtener proteínas, puesto que no se trata de una reacción espontánea. Por suerte, el profesor S. Brésler de Leningrado demostró que ciertas combinaciones de aminoácidos sí resultan ser espontáneas bajo una presión suficiente, logrando así ciertos polipéptidos (proteínas de pequeño tamaño o sin estructura estable).

Así Oparin nos demuestra que las sustancias orgánicas, incluso las más complejas, pudieron formarse en la Tierra primitiva. Sin embargo, aún le faltaba demostrar el salto cualitativo de mayor importancia: de lo orgánico a lo vivo.

Mas aún quedaba una reflexión fundamental: nos es inconcebible un ser vivo que no constituya una unidad independiente del medio en el que se encuentra. Todos los compuestos antes descritos se encontraban disueltos en el medio, formando un todo en las aguas de nuestra primitiva Tierra. En algún momento, necesariamente, hubo de formarse una unidad, un sistema especialmente delimitado del medio. Concretamente, los polímeros recién formados, de alto peso molecular, constituirían junto al medio una disolución coloidal. Esto es debido a que estas moléculas tienden a formar agregados bajo la acción de diversos factores, y, en ocasiones, esto provoca que el agregado tome tal tamaño que se separa del medio, dejando sedimento, quedando como pequeñas «gotitas». encontrasen por su camino. Así, estos coloides (las gotas), constituyeron una unidad dialéctica entre el organismo y el medio.

Sin embargo, la verdadera clave del asunto se explica mediante un complejo proceso físico-químico: la adsorción. Dada la alta relación entre el área y el tamaño de los coloides, y gracias a las fuerzas de Van der Waals operantes en su superficie, estos coloides atraerían y absorberían pequeñas partículas que encontrasen por su camino. Así que, por un lado, el coloide iría asimilando nuevas sustancias, pero por otro, como es natural, parte de su propia masa se desintegraría. Así llegamos a una de las claves de la vida, pero también de la dialéctica. Como decía Heráclito (el padre de la dialéctica): «panta rei», todo fluye. Oparin afirma: «Todo organismo, animal, planta o microbio, vive sólo mientras estén pasando por él, en torrente continuo, nuevas partículas de sustancias, impregnadas de energía». Oparin se está refiriendo a una de las tres funciones de los seres vivos: el metabolismo (del griego: metabole, que significa cambio, más el sufijo -ismo, que significa cualidad).

Así, el coacervado (pues así los denominó Oparin) atrae nuevas sustancias, las cuales reaccionan con sus componentes, y pierde otras tantas. Se hace evidente que lo relevante llegados a este punto es cuál de los dos procesos sucede con mayor rapidez: la asimilación o la desasimilación. Dado que las moléculas que en un inicio se unieron para formar cada coloide son completamente aleatorias, así como también lo son el orden en que se unieron, la estructura que hayan tomado y demás propiedades del coloide, cada coacervado reaccionará de una forma completamente única ante la asimilación de nuevas sustancias. En algunos, se producirán reacciones que les harán asimilar más rápido de lo que pierden materia, y crecerán; y en otros, la desasimilación le ganará terreno a la asimilación, y acabarán por desintegrarse en el medio, sirviendo de alimento a los coacervados supervivientes. ¿Qué estamos viendo aquí? Una primitiva pero pura selección natural. Aquellos coacervados supervivientes serán los que hayan logrado, por medio del puro azar, un mayor «equilibrio dinámico». Así se consigue, por primera vez en todo el recorrido histórico, que las formaciones orgánicas avancen no por medio del azar, sino en pos de su propio beneficio, consiguiéndose por fin ese salto cualitativo de la materia inerte a la vida.

En cuanto a la evolución ulterior de estos protobiontes, Oparin establece:

«Además, aquellas gotas en las que la síntesis predominó sobre la desintegración, no solo debieron conservarse, sino también aumentaron de volumen y de peso, es decir, crecieron. Así fue como se produjo un aumento gradual de proporciones de aquellas gotas que tenían justamente la organización más perfecta para las condiciones de existencia dadas. Pues bien, cada una de esas gotas, al crecer solo por influencia de causas puramente mecánicas debieron dividirse en diferentes partes, en varios trozos. Las gotas “hijas” formadas de este modo tenían casi igual organización físico-química que el coacervado del cual procedían. Pero desde el momento de la división, cada una de ellas tendría que continuar su camino, en cada una de ellas tendrían que comenzar a verificarse modificaciones propias que harían mayores o menores sus posibilidades de subsistir.»

Hay que tener en cuenta que esta obra fue escrita 30 años antes del descubrimiento del ADN, por lo que, cuando el descubrimiento desplazó el punto de mira hacia el momento donde se incorporó el ARN como método de replicación, surgieron nuevas teorías que podían explicar, en mayor o menor medida, este fenómeno. Sin embargo, la tesis de Oparin permaneció imperturbable, pues fácilmente podrían los coacervados descritos evolucionar hasta este punto. De hecho, durante los años 80 y 90, surgieron variantes de la teoría de Oparin que permitieron mejorar la explicación de la aparición del ARN. Por ello, actualmente hay dos conjuntos de teorías sobre el origen de la vida, que, con mayor o menor evidencia experimental, se contraponen: aquellas que consideran, como Oparin, que primero sucedió el metabolismo y luego se incorporó el material genético; y aquellas que consideran que lo primero que se logró fue la replicación del material genético.

~Ingeniero Soviético

Referencias

Lenin, V. I. (1947). Cuadernos filosóficos. Editorial del Estado de Literatura Política.

Oparin, A. (1992). El origen de la vida (5.a ed.). Editores Mexicanos Unidos.