1.1.2. Los primeros indicios de la vida (3.500 Ma

múltiple en lugar de un único evento. La vida pudo surgir en muchas formas diferentes, distribuida a nivel global y con pequeñas extinciones locales.

(4) Entonces, no fue una “chispa de vida” en algún lugar específico. Las partes evolucionaron a ritmos diferentes, en diferentes lugares y en simultáneo. Pudieron existir procesos útiles y exitosos que nunca llevaron a la vida establecida. Al inicio de la vida las proteínas debían ser más cortas y simples (10 a 20 aminoácidos). Un trabajo en laboratorio probó un modelo de proteína corta de 12 aminoácidos con solo 2 tipos de aminoácidos en lugar de los 20 actuales. Los metales más usados debieron ser el hierro y azufre.

El lugar del origen. Lo más probable es que la vida temprana surgiera en el agua, porque toda la vida actual depende del agua. Pero no está claro si fue en el océano o en charcos de agua dulce. Otras hipótesis dicen que la vida surgió en un ambiente sin agua y que luego se adaptó a ella; o que llegó en cuerpos desde el espacio (panspermia natural o dirigida). Todas las hipótesis tienen sus adeptos con pros y contras, pero algunas reciben más consenso. El origen oceánico tiene dos limitaciones: las moléculas esenciales se dispersarían en la inmensidad, y el agua salada inhibiría algunos de los procesos necesarios. La evidencia fósil más antigua ocurre en agua dulce, en los respiraderos hidrotermales, hoy habitado por bacterias y gusanos especialistas.

Los estanques tibios. Otro buen lugar es el formado por las lluvias en el suelo cercano a los volcanes. Son piscinas de agua dulce calentadas con energía geotérmica, donde se concentraban las moléculas esenciales. Los bordes alternaban tiempos húmedos y secos, de forma que los períodos secos ayudaban a unir las membranas y formar compartimentos cerrados. Eran “protocélulas” encerradas en una membrana, individualistas y competidoras, pero con una unidad comunal donde intercambiar innovaciones. La concentración aumentaba en los estanques y se unían a medida que el nivel de agua variaba por las precipitaciones, evaporación y drenaje. La combinación de condiciones húmedas y secas era necesaria para formar cadenas, y en condiciones favorables, las cadenas se replicaron en forma espontánea. Este concepto de “estanques tibios” pone el origen de la vida en un planeta en formación, con continentes emergentes, y sin el ozono protector para filtrar los rayos ultravioletas. El umbral de la vida puede fijarse en la generación de polímeros de ARN, los componentes esenciales de los nucleótidos.

Por favor, defina vida. Un libro de 1998 resumió 48 definiciones científicas de vida originadas en el siglo 20. Un solo ejemplo: el panel de exobiología (vida extraterrestre) de la NASA definió vida como “un sistema químico autosostenido capaz de experimentar la evolución darwinista”. Una definición simple, ¿pero es cierta? La vida tiene atributos: muestra orden y estructuras internas; crecimiento y desarrollo en forma predecible; un ambiente interno estable y regulado (homeostasis); consumo de energía (metabolismo); detección y reacción a los estímulos; herencia y reproducción (información genética); y evolución (cambio en la composición genética). Pero, cada atributo tiene un

112. Los ladrillos de la vida. Son 20 los aminoácidos (1-2) usados en los seres vivos. Una cadena de aminoácidos (3) forma las proteínas con una estructura primaria. La estructura secundaria tiene tramos de cadena alfa (4-espiral) y beta (5-cinta). El esfuerzo de plegado de la proteína es realizado por las moléculas de agua que empujan y tironean. El resultado final es una estructura terciaria. La tecnología de imágenes permitió mejorar la observación de las moléculas (6), pasando del formato superficial al de pliegues (7-8-9) entre 2013 y 2019.

comentario. Los cristales están organizados y crecen. El fuego consume energía y se reproduce. Las bacterias pueden entrar en letargo sin mostrar metabolismo. Una flor recién cortada ¿no tiene vida? Hay máquinas humanas que responden a los estímulos. Los virus tienen información genética (ARN o ADN) pero no se reproducen por sí mismos. Los simbiontes no pueden reproducirse fuera de los anfitriones. En suma, definir vida es una tarea borrosa. /// Incluso la vida que estudiamos pudo ser de otra manera. Una investigación produjo una doble hélice de “ADN” con productos químicos diferentes a los que forman la vida. Esto muestra que no hay una razón química para suponer que la única vida es con el ADN conocido (adenina con timina y guanina con citosina). Parece que hay muchas maneras de construir un gen y que el resultado es fruto de un accidente de la química, ocurrió algo dentro de lo que estaba disponible.

El mundo ARN. La fase de evolución química fue anterior al “mundo del ARN” (Ácido RiboNucleico), que es anterior al “mundo del ADN” (Ácido DesoxirriboNucleico). En el hipotético mundo ARN, estas moléculas sirvieron como catalizadores químicos y almacén de información genética. El ARN y ADN están formados por nucleótidos unidos en cadena (el ADN es una cadena doble). Es una mezcla química de compuestos simples (ácido fórmico, ácido acético, nitrito de so-

dio, compuestos de nitrógeno) Se producen en condiciones físicas fluctuantes de temperatura y pH, y con ciclos de humedad y sequía. Por ejemplo, en zonas geotérmicas o volcánicas. El ARN está en todos los dominios de la vida, por lo que es una condición previa a la vida. La teoría del “mundo ARN” dice que al inicio había ácidos nucleicos (material genético), aminoácidos (proteínas) y lípidos (energía). Luego vino el “dogma ADN” cuando el “mundo ARN” encontró en el ADN una molécula genética más estable. El ADN actúa como una reserva de información, pero no es un buen catalizador de reacciones como el ARN. Desde el ADN se hace una copia (ARN-mensajero) que se usa para sintetizar las proteínas en los ribosomas. El ribosoma es un orgánulo celular, construido de ARN-ribosomal y proteínas, que trabaja como una fábrica en serie. La función de fábrica queda ilustrada en el hecho que una célula de mamífero típica puede llevar 10 millones de ribosomas. Una hipótesis dice que hay una variedad de ribosoma para cada tipo de ARN-m. Por ejemplo, los ribosomas que contienen la proteína RPS25 forman las proteínas para la vitamina B12, usada en los glóbulos rojos y nervios. Estos ribosomas son especializados y ayudarían a establecer la identidad de una célula.

¿Qué quiere el ADN? La teoría del “Gen Egoísta” (1976) dice que la evolución actúa sobre los genes y no sobre los individuos. Los genes llevan el control y son egoístas en el sentido de que quieren maximizar su reproducción. Desde este punto de vista se diría que el ADN (que contiene los genes) quiere replicarse a sí mismo. Pero, hay una interpretación diferente. La química señala que las moléculas “quieren estar en su conformación de energía más baja”. Incluso un electrón en un átomo no descansa hasta estar en su “menor valencia”, en la órbita atómica más baja desocupada. Así, una molécula cambiará de conformación hasta llegar a la posición de descanso. La posición de reposo del ADN es plegada y se sabe poco de cómo se desenrolla y descomprime para su replicación en ARN-m. Puede concluirse que el ADN lo que quiere es quedarse enroscado en su nudo. El ADN no quiere replicarse o traducirse; es una memoria masiva de largo plazo; no es el motor dinámico de los procesos evolutivos. En cambio, el ribosoma tiene una posición de reposo que es: “listo para traducir ARN-m en proteínas”. Los ribosomas están en todos los organismos vivos y son casi idénticos. Hay 3 tipos de ARN: el ARN-mensajero (tiene la información para armar la proteína), el ARN-ribosomal (forma la estructura física del ribosoma) y el ARN-transferencia (reúne y transporta los aminoácidos para armar las proteínas). Entonces, puede ser que los ribosomas estén actuando en forma egoísta tratando de reproducirse. Para hacerlo el ARN-r debe contener la información para replicarse cuantas veces quiera y gobernar al ARN-t que lleva los materiales de producción. Sería el modelo del “ribosoma egoísta”.

LUCA: el ancestro común. El “último ancestro común universal” LUCA (Last Universal Common Ancestor) es el primer ser vivo del cual descienden todos. Este ancestro tiene entre 3.800 y 3.500 Ma, y emergió como el ganador final en la evolución inicial. Todos los demás fueron metabolizados y consumidos por la vida. Es casi seguro que la vida surgió de un único ancestro común en lugar de varias fuentes. LUCA no es el primer organismo vivo que existió; no es el organismo actual más parecido al antepasado común; tampoco era el único organismo que existía. El concepto de LUCA se puede aplicar a otros niveles. Por ejemplo, el sistema bioeléctrico para el control de la natación de los proto-