EL ORIGEN DE LA VIDA

19 02 2010

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

MARTIN GOMEZ TORRES

RESUMEN DE:

El ORIGEN DE LA VIDA

(ALEXANDER I. OPARIN)

 

Capítulo I. La lucha del materialismo contra el idealismo y la religión en torno al problema del origen de la vida.

Capítulo II. Origen primitivo de las sustancias organicas más simples: los hidrocarburos y sus derivados.

Capítulo III. Origen de las proteínas primitivas.

Capítulo IV. Origen de las primitivas formaciones coloidales.

Capítulo V. Organización del protoplasma vivo.

Capítulo VI. Origen de los organismos primitivos.

INTRODUCCION

A finales del siglo XIX se hizo pública una teoría que cambiaria completamente la visión que los hombres tenían de sí mismos. Esa nueva concepción de la naturaleza era tan diferente, que muchos la catalogaron como poca seria e incluso llegaron a considerarla peligrosa. El origen de las especies, del naturalista ingles Charles Darwin, fue el primer paso de una serie de textos de carácter científico en torno al tema de la evolución, complementado en 1879 por el Origen del hombre, que se dedico expresamente a observar el nexo existente entre el ser humano actual y los primates.

Los esfuerzos por responder a la pregunta sobre cómo se origino la vida eran consideradas especulaciones irresponsables que correspondían a científicos serios. Hoy en día a cambiado por completo. En general hoy se acepta que las primeras formas de vida en la tierra no fueron el resultado de evento súbito, sino mas bien de uno, cuya repetición era parte integral del desarrollo general de la materia y esto hace que el tema del origen de la vida sea objeto de una investigación científica a profundidad.

Oparin desde niño se intereso por las plantas, posiblemente por haber nacido en una área rural cercana al rio Volga; esta inclinación se vio estimulada por la lectura de la teoría de la evolución de Darwin, que para ese entonces ya era comentada en los centros de estudio de toda Rusia.Oparin, al ser un estudiante en la cátedra de fisiología vegetal, no aprobaba que los primeros organismos hubieran podido elaborar procesos de fotosíntesis, ya que estaba en contravía de la teoría de la evolución de Darwin, en la que Oparin se había nutrido desde muy temprano.

Oparin publico en1923 El origen de la vida, un texto que representaba con lenguaje muy sencillo como la evolución de la materia orgánica empezó aun antes de la formación de la tierra. Formada la tierra, la materia que era muy elemental se hizo más compleja, evolucionando así las primeras formas de vida, tanto en su estructura como en su metabolismo.

Gracias a D. Bernal que lo incluyo en su The origin of life en 1967, la obra de Oparin fue reconocida de manera más amplia, estableciendo con ello el puente entre lo vivo y lo inerte, redondeo la teoría propuesta por Darwin con respecto a la evolución, puso al mundo científico a pensar sobre las relaciones entre los organismos y el medio que los rodea y abrió la posibilidad de estudiar los fenómenos biológicos en el cosmos. Oparin se hizo importante por su explicación del origen de la vida como el paso de las proteínas simples a los agregados orgánicos por afinidad funcional.

CAPITULO I

La lucha del materialismo contra el idealismo y la religión en torno al apasionante y discutido problema del origen de la vida.

 

¿Qué es la vida? ¿Cuál es su origen? ¿Cómo han surgido los seres vivos que nos rodean? La respuesta a estas preguntas entraña uno de los problemas más grandes y difíciles de explicar que tienen planteado las ciencias naturales.

El problema que plantea el conocimiento del origen de la vida, viene desde tiempos inmemoriales preocupando al pensamiento humano. No existe sistema filosófico ni pensador de merecido renombre que no hayan dado a este problema la mayor atención, dado es el caso de dos campos filosóficos: materialismo e idealismo que han encarnizado una lucha ideológica  al problema del origen de la vida.

Al observar la naturaleza que nos rodea, tratamos de dividirla en mundo de los seres vivos (variedad de especies animales y vegetales) y mundo inanimado (inorgánico), sin embargo y a pesar de esa variedad, todos los seres vivos, a partir del hombre hasta el más insignificante microbio, tienen algo en común que los hace afines pero que, a la vez, distingue hasta la bacteria más elemental de los objetos del mundo inorgánico. Ese algo es lo que llamamos vida, en el sentido más simple y elemental de esta palabra. Pero, ¿qué es la vida? ¿Es de naturaleza material? O ¿Principio espiritual?

Sabido es que los idealistas siempre han considerado y continúan considerando la vida como revelación de un principio espiritual supremo, inmaterial, al que denominan alma, espíritu universal, fuerza vital, razón divina, etc. Entonces la vida desde este punto de vista, la materia en si es algo exánime, inerte, es decir , inanimado y toma vida hasta que el alma entra en ese material dándole una estructura, forma y armonía.

Este concepto idealista respecto a la vida constituye el fundamento básico de cuantas religiones hay en el mundo y a pesar de su gran diversidad, todas ellas concuerdan en afirmar que un ser supremo (Dios) dio un alma viva a la carne inanimada y cuando esa alma se desprenda, entonces no queda más que la envoltura material vacía, un cadáver que se pudre y descompone; por eso el hombre no llega a conocer la esencia de la vida, ni mucho menos, aprender a regularla.

Sin embargo, el materialismo aborda el problema de la esencia de la vida, al igual que todo lo formado en el mundo, es de naturaleza material y no necesita el reconocimiento de ningún principio espiritual supramaterial. La vida no es más que la estructuración de una forma especial de existencia de la materia, que lo mismo se origina que se destruye, siempre de acuerdo con determinadas leyes.

La historia de la biología nos brinda una cadena interrumpida de éxitos de la ciencia, que demuestran a plenitud la base cognoscitiva de la vida, y una sucesión ininterrumpida de fracasos del idealismo. Día a día nos damos cuenta de cómo los seres vivos nacen de otros semejantes. El ser humano proviene de otro ser humano; la ternera, nace de una vaca; las plantas, brotan de semillas; los peces proceden de las huevas puestas por otros peces semejantes, etc. Pero no siempre fue así. Nuestro planeta, la tierra tiene un origen, y  por tanto, tiene que haberse formado en cierto periodo. Pero entonces ¿Cómo aparecieron en ella los primeros ancestros de todos los animales y de todas las plantas?

De acuerdo con las ideas religiosas, no cabe duda que todos los seres vivos habrían sido creados originalmente por dios. Según la biblia, el libro sagrado de los judíos y de los cristianos, Dios habría fabricado el mundo en seis días, con la particularidad de que al tercer día dio forma a las plantas, al quinto creo a los peces y a las aves, y al sexto día las fieras y, finalmente, los seres humanos, formando primero al hombre (Adán) y después a la mujer (Eva).

Por muchos años se creyó que la tierra era plana y que se mantenía inmóvil, que el sol giraba alrededor de ella; esa misma observación superficial y simplista hacia creer muchas veces a los hombres que diferentes seres vivos, como por ejemplo, los insectos, los gusanos y también los peces, aves y ratones, no solo podían nacer de otros animales semejantes, sino que también brotar directamente, generarse y nacer de un modo espontaneo (generación espontanea de la vida), a partir del lodo, estiércol, de la tierra y de otros materiales inanimados.

En la antigua Grecia, muchos filósofos materialistas refutaban ya esta definición religiosa del origen de los seres vivos, sin embargo, el transcurso de la historia facilito que en los siglos siguientes se desenvolviera y llegase a preponderar una especulación teórica enemiga del materialismo; la concepción idealista de Platón, filosofo de la antigua Grecia. Platón decía, tanto la materia vegetal como la animal por si solas carecen de vida, y solo pueden vivificarse cuando el alma inmortal, la psique penetra en ellas.

Para describir en detalle el origen de la vida, el cristianismo de la antigüedad se basaba en la biblia, la cual a su vez había copiado de las leyendas religiosas de Egipto y Babilonia. Los intérpretes de la teología de fines del siglo IV y principios del V, o sea los llamados padres de la iglesia, mezclaron estas leyendas con las doctrinas de los neoplatónicos, fincando sobre esta base su propia elaboración mística del origen de la vida, mantenida hasta hoy por todas las doctrinas cristianas.

A mediados del siglo IV una serie de personajes cristianos como: El obispo Basilio de Cesárea y el Beato Agustín, influían por medio de sus predicas, la difusión de la generación espontanea de los seres vivos. Del mismo modo, y a través de traducciones frecuentemente muy tergiversadas, llegaron a los pueblos Europeos las obras de Aristóteles. Al principio su doctrina se considero peligrosa, pero luego, cuando la iglesia se dio cuenta de que podría utilizarla con gran provecho para muchos de sus fines, entronizo a Aristóteles elevándolo a la categoría de “precursor de Cristo en los problemas de las ciencias naturales”.

Uno de los teólogos más afamados en la edad media fue Tomas de Aquino, cuyas doctrinas continúan siendo hoy día, para la iglesia católica, la única filosofía verdadera. El manifestaba que los seres vivos aparecen al ser animada la materia inerte. Así se originan de modo muy particular, al pudrirse el lodo marino y la tierra abonada con estiércol y de ahí surgirían las ranas, las serpientes y los peces e incluso los gusanos. La iglesia cristiana occidental adopto de la doctrina reaccionaria de Tomas de Aquino, hasta convertirla en severo dogma.

La religión cristiana al igual que todas las religiones del mundo, continúan sosteniendo hoy día que los seres vivos han surgido y surgen de pronto y enteramente constituidos por generación espontanea, a consecuencia de un hecho creador del ser divino y sin ninguna relación con el desarrollo o evolución de la materia.

Sin embargo, al ahondar en el estudio de la naturaleza viva, los hombres de ciencia han llegado a demostrar que esa generación espontanea y repentina de seres vivos no surge de la nada. Esto quedo demostrado y establecido a mediados del siglo XVII para los organismos con cierto grado de desarrollo, especialmente para los gusanos, los insectos, los reptiles y los animales anfibios. Esto vino a demostrar, que el hecho de la generación espontanea de seres vivos, que teólogos de diferentes religiones querían explicar como un hecho en el que el espíritu daba vida a la materia inerte, eran hechos inexistentes e ilusos, basado en observaciones falsas y en la ignorancia de sus interpretaciones.

En el siglo XIX se aplico otro golpe demoledor a las ideas religiosas, respecto al origen de la vida, gracias  a C. Darwin y otros hombres de ciencia como: los rusos K. Timiriazev, los hermanos A. Y V. Kovalevski, I. Mecnikiv; demostraron que, a diferencia de lo que afirman las sagradas escrituras, nuestro planeta no había estado poblado siempre por los animales y plantas que nos rodean en la actualidad. Por lo contrario, las plantas y los animales, incluyendo al hombre, habrían surgido en épocas diferentes a consecuencia de la evolución progresiva de otros seres vivos más simples.

El mendelismo-morganismo, muy usual en los medios científicos de América y Europa occidental, mantiene la tesis de que los poseedores de la herencia, al igual que las particularidades sustanciales de la vida, son los genes, partículas de una sustancia especial acumulada en los cromosomas del núcleo celular. Estas partículas habrían aparecido repentinamente en la tierra, en alguna época, conservando práctica e invariablemente su estructura definitiva de la vida, por ejemplo, Devillers en Francia Y Alexander en Norteamérica, según ellos, la molécula del gen aparece en forma puramente casual, gracias a una “operante” y feliz conjugación de átomos de carbono, hidrogeno, oxigeno, nitrógeno y fosforo, los cuales se conjugan solos, para construir una molécula compleja de esta sustancia especial, que contiene desde el primer momento todas las propiedades de la vida; es decir, que a partir de ese instante, solo se produce una incesante multiplicación del gen, de esa sustancia especial que ha aparecido una sola vez y que es eterna e inmutable.

El materialismo dialectico enseña que la vida es de naturaleza material, afirmando que la vida solo es inherente a los seres vivos, pues sabido es que carecen de ella todos los objetos y materiales inorgánicos, pero que de  ninguna manera esta desunida de la materia inorgánica por un abismo insalvable, sino que, por lo contrario, surgió de esa misma materia en el curso del desarrollo del mundo. También afirman que la materia nunca está en reposo, sino que se halla en constante movimiento, tomando formas cada vez más complejas y más perfectas, adquiriendo nuevas cualidades que antes no tenía, lo cual quiere decir que la vida es, por tanto, una nueva cualidad que aflora como una etapa determinada en determinado escalón del desarrollo histórico de la materia.

En la segunda década del siglo XX es cuando la aplicación del principio evolutivo del origen de la vida, empieza a alcanzar gran desarrollo en las ciencias naturales. K. Timiriazev, publico un artículo de los Anales científicos de 1912, refiriéndose al asunto del origen de la vida, diciendo:…. Nos vemos obligados a admitir que la materia viva ha seguido el mismo camino que los demás procesos materiales, es decir el camino de la “evolución”; expandiéndose no solo a la biología sino también a las demás ciencias de la naturaleza (astronomía, geología, química y la física), suponiendo de que esta evolución también se produjo probablemente al realizarse el paso del mundo inorgánico al orgánico

Actualmente, el principio básico del desarrollo evolutivo de la materia es admitido por muchos naturalistas tanto en la Unión Soviética como en otros países.

CAPITULO II

Origen primitivo de las sustancias orgánicas más simples: los hidrocarburos y sus derivados.

En lo fundamental, todos los animales, las plantas y los microbios están constituidos por las denominadas sustancias orgánicas. La vida sin ellas es inexplicable. Por lo tanto, la primera etapa del origen de la vida tuvo que ser la formación de esas sustancias, el surgimiento del material básico que después habría de servir para la formación de todos los seres vivos. El carbono, es lo que diferencia a las sustancias orgánicas de las inorgánicas, encontrándose en los orgánicos como elemento fundamental. Esto es fácil de comprobar, ya que al quemar materiales de origen animal o vegetal, en presencia de aire, todos ellos arden y se carbonizan, en cambio, las piedras, el cristal, los metales, etc. Jamás llegan a carbonizarse, por más que los calentemos.

En las sustancias orgánicas, el carbono se encuentra combinado con diversos elementos: con el hidrogeno y el oxigeno, formando agua, con el nitrógeno que se encuentra presente en el aire en grandes cantidades, con el azufre, el fosforo, etc.; formando diversas combinaciones de esos elementos, pero en todas ellas, el elemento esencial es el carbono. Estas sustancias elementales y simples son los hidrocarburos o composiciones de carbono e hidrogeno. El petróleo natural y otros varios productos derivados del mismo, como la gasolina, el keroseno, etc., son mezclas de diferentes hidrocarburos por medio de las cuales y por medio de síntesis, se pueden obtener, numerosos combinados orgánicos como los que podemos tomar directamente de los seres vivos como los azucares, las grasas, aceites esenciales, etc.

Gracias a la fotosíntesis y quimiosintesis, el mundo actual de los seres vivos se sostiene, por ejemplo, las plantas verdes atraen y absorben del aire el carbono inorgánico en calidad de anhídrido carbónico, y sirviéndose de la energía de la luz forman, a partir de él, las sustancias orgánicas que necesitan. Los animales, los hongos, así como las bacterias y los demás organismos que no poseen color verde, se proveen de las sustancias orgánicas necesarias, nutriéndose de animales o vegetales vivos o descomponiéndolos una vez muertos. Incluso las sustancias orgánicas que se encuentran en las entrañas de la corteza terrestre (turba, yacimientos de hulla y de petróleo), todos fueron formadas por efecto de la actividad de numerosos organismos que en tiempos lejanos vivieron en nuestro planeta quedando sepultados en lo profundo de la corteza terrestre.

Muchos hombres de ciencia de fines del siglo pasado principios de este, aseguraban que las sustancias orgánicas no pueden producirse en la tierra, en contextos naturales, más que mediante un proceso biogenético, es decir, solo con la intervención de los organismos, obstaculizando considerablemente la solución del problema del origen de la vida. Pero esta intervención de los organismos (síntesis), solo es viable si nuestras observaciones no traspasan los limites de nuestro planeta, ya que si rebasamos esos límites veremos que en diversos cuerpos celestes del universo se están creando sustancias orgánicas abiogeneticamente, o sea, en un estado ambiental que excluye toda posibilidad de que allí existan seres orgánicos

Gracias al espectroscopio nos permite estudiar la formula o composición química de las atmosferas estelares, casi con la misma exactitud que si tuviéramos muestras de ellas en nuestro laboratorio. El carbono se manifiesta ya en la atmosfera de las estrellas tipo O, que son las más calientes diferenciándose de las demás por su extraordinario brillo, alcanzando en su superficie temperaturas que fluctúan entre los 20.000 y 28.000 grados.

La atmosfera de las estrellas tipo B, que destellan una luz brillante blanco-azulada y cuya corteza alcanza una temperatura de 15.000 a 20.000 grados, también incluye vapores incandescentes de carbono. Únicamente la visión espectral de las estrellas blancas tipo A, en cuya superficie impera una temperatura de 12.000 grados, nos deja ver por primera vez unas franjas tenues, que indican la existencia de hidrocarburos-las primeras combinaciones químicas, en las atmosferas de esas estrellas, combinándose los átomos de dos elementos (carbono e hidrogeno), formando cuerpos más complejos, moléculas químicas.

Nuestro sol pertenece a las estrellas amarillas de tipo G, su atmosfera solar alcanza una temperatura de 5.800 o 6.400 grados. Pero en las capas superiores desciende a 5.000, y en las más profundas suele elevarse los 7,000 grados. Vemos pues, que el curso de la evolución del sol, el carbono, ya ha pasado de una forma de existencia a otra, formando moléculas de hidrocarburo, de cianógeno y de dicarbono. Por eso es importante el estudio de la atmosfera de los grandes planetas de nuestro sistema solar, para solucionar el problema del origen de la vida.

También es importante el estudio de los meteoritos (piedras celestes), que descienden sobre la tierra procedente del universo. Estos son los únicos cuerpos extraterrestres que se pueden someter directamente al análisis químico y a un estudio mineralógico, para poder conocer de qué elementos están estructurados, ya que los meteoritos están formados del mismo material que las profundidades de la corteza terrestre y el núcleo central de nuestro planeta. Los meteoritos se suelen clasificar en dos grupos: meteoritos de hierro (metálicos) y meteoritos de piedra; los primeros formados por hierro (90%), níquel (8%) y cobalto (0.5%). Los de piedra tienen un 25% menor de hierro, encontrándose en ellos diversos óxidos minerales: magnesio, aluminio, calcio, sodio, manganeso y otros.

 En todos los meteoritos se halla carbono en diferentes proporciones, encontrándose sobre todo en forma natural, como carbón, grafito o diamante en bruto, aunque las formas más usuales para los meteoritos son las composiciones de carbono con diferentes metales, llamados carburos. Los hidrocarburos de los meteoritos, al igual que los de las atmosferas estelares, aparecieron por vía inorgánica, es decir sin ninguna conexión con la vida. Esto llego a pensar que sin duda alguna, las sustancias or4ganicas también pueden producirse al margen de los organismos, antes de que se produzca esa forma compleja del movimiento de la materia.

Basándose en los datos obtenidos por el estudio del peso especifico de la tierra, la fuerza de gravedad y la expansión de las ondas producidas por los terremotos, todos los geoquímicos y geofísicos admiten como demostrado que el centro de la tierra está formado por un núcleo metálico de 3,400 Km. De radio, cuyo peso específico es de aproximadamente 10 y este núcleo está revestido de diferentes capas, llamadas geosferas: capa mineral, de 1700Km de espesor, la litosfera, de 1200 km, la hidrosfera, capa acuosa formada por los mares y los océanos; y por último, la atmosfera. Todas estas geosferas recubren el núcleo central de la tierra formando una capa tan gruesa que es imposible llegar directamente a él. Sin embargo, actualmente se ha logrado especificar la composición química del núcleo, comprobándose que coincide plenamente con la composición de los meteoritos de hierro.

Las investigaciones geológicas efectuadas en estos últimos tiempos, han demostrado que la cogenita en la superficie de la tierra, se formo en grandes cantidades al ser arrojados por las erupciones o al brotar sobre la superficie de la tierra en estado liquido; los carburos de hierro y otros metales debieron comenzar a reaccionar con el agua o el vapor de esta, ya que eran muy abundantes en la atmosfera primaria de la tierra y el producto de esas reacciones es la formación de hidrocarburos; esto demostrado por el químico ruso D. Mendeleiev.

Las importantes investigaciones de los astrónomos y cosmólogos soviéticos (V. Ambartsumian, G. Shain, V. Fesenkov, O. Shmidt y otros), están estudiando y descubriendo el proceso de la formación de las estrellas y de los sistemas planetarios, para poder comprender mejor el problema de la formación primitiva de las sustancias orgánicas en la tierra. Estas investigaciones se han realizado con instrumentos muy potentes, fabricados e instalados en el observatorio de Ala Ata, permitiendo estudiar pormenorizadamente la estructura y la evolución de la materia interestelar, de la que antes se sabía poco.

Al estudiar la combinación de la materia gaseo-pulverulenta interestelar, se encontró que en ciertos sitios tiene un ordenamiento fibrilar, donde nacen las estrellas, que mas tarde pasan por un determinado desarrollo. Al principio las estrellas jóvenes tienen un tamaño gigantesco, haciéndose más densas rodeadas de una nube gaseo-pulverulenta, que no es otra cosa que el resto de materia que las origino.

Pero a nosotros lo que nos interesa no es la formación de las estrellas, sino la de los planetas, y en especial, la del nuestro, la tierra. La hipótesis formulada por el académico O. Shmidt dice,  que la tierra y los demás planetas de nuestro sistema solar no se formaron de masas gaseosas separadas del sol, sino a causa de que el sol, en su movimiento en torno al centro de nuestra galaxia, se habría encontrado con una enorme nube de materia pulverulenta fría, llevándosela a su orbita. En esta materia se habría formado paulatinamente varios núcleos o aglomeraciones, alrededor de los cuales se harían ido condensado las partículas gaseo-pulverulentas hasta formar planetas.

Estas teorías de gran sentido lógico y profundamente asentadas en datos obtenidos por la observación, nos proporcionan valiosísimos elementos de juicio para aclarar el problema del origen primario de los elementos orgánicos existentes al formarse nuestro planeta. De esta manera, en el origen mismo de nuestro planeta coincidieron en su composición a partir de la materia gaseo-pulverulenta, los hidrocarburos más sencillos, el agua y el amoniaco, es decir todo lo necesario para formar las sustancias orgánicas primitivas; por lo tanto, el proceso que dio origen a la tierra, al irse formando, forzosamente debieron aflorar en su superficie las sustancias orgánicas.

Gracias a la particularidad que tienen los hidrocarburos de hidratarse con suma facilidad, es decir, de incorporar a su molécula una molécula de agua; no cabe duda que los hidrocarburos que se formaron paulatinamente en la superficie de la tierra también se combinaron, en su masa fundamental, con el agua, formando en la atmosfera primitiva de la tierra, nuevas sustancias por medio de la oxidación de los hidrocarburos por el oxigeno del agua y formando diversos alcoholes, cetonas, ácidos y otras sustancias orgánicas muy simples, en cuyas moléculas encontramos mezclados esos tres elementos: el carbono, el hidrogeno y el oxigeno. Como resultado de las reacciones de los hidrocarburos y sus derivados oxigenados más simples con el amoniaco, surgieron cuerpos cuyas moléculas contenían diferentes combinaciones de átomos de carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno, dando paso a la formación de numerosas sales amoniacales, las amidas, las aminas, etc. Esto quiere decir, que cuando se formo la tierra, en su superficie- en su atmosfera húmeda y en las aguas del océano primitivo- también se formaron los hidrocarburos y sus derivados oxigenados y nitrogenados.

CAPITULO III

Origen de las proteínas primitivas

En los inicios del siglo XIX imperaba la idea errónea de qué las complejas sustancias organicas que integran los animales y las plantas (azucares, proteínas, grasas, etc.), solo podían obtenerse de los seres vivos y que era imposible obtener esas sustancias en un laboratorio. Pero gracias a los trabajos innumerables de los investigadores químicos, en los siglos XIX y XX, acabaron con ese prejuicio. Hoy en dia , utilizando los hidrocarburos y sus derivados más simples como material básico, podemos obtener por vía química sustancias tan propias de los organismos, como son los azucares y grasas, innumerables pigmentos vegetales (alizarina y el índigo), sustancias que dan a las flores y a los frutos su color. Actualmente ya se ah logrado sintetizar cuerpos tan complejos y de alta actividad biológica como las vitaminas,  los antibióticos y algunas hormonas.

Los hidrocarburos y sus derivados más simples contienen inmensas posibilidades químicas, formando con ellos, la materia prima utilizada por los químicos modernos para obtener en sus laboratorios las variadas sustancias organicas que se encuentran en los organismos vivos; esto gracias a las diferentes reacciones a que son sometidas las sustancias organicas para que reaccionen entre ellas con rapidez y en la forma necesaria, empleando la acción de ácidos y álcalis fuertes, altas temperaturas, grandes presiones  y otros muchos análogos. Los químicos disponen de múltiples procedimientos que les permiten realizar las reacciones más disimiles.

A diferencia de los organismos vivos, la síntesis de las diversas sustancias organicas se realiza de manera muy diferente. Aquí no existen sustancias de fuerte acción ni altas temperaturas, las reacciones del medio es casi siempre neutral. A pesar  de la enorme cantidad de sustancias que integran a los seres vivos, no cabe duda que todos ellos se formaron por medio de reacciones muy simples; estas transformaciones químicas que sufrieron las sustancias organicas en la célula viva, se dio por tres tipos de reacciones. El primero: la condensación o alargamiento de la cadena de átomos de carbono y el proceso inverso, la ruptura de enlaces entre dos átomos de carbono. El segundo: la polimerización o combinación de dos moléculas organicas por medio de un puente de oxigeno o nitrógeno y su contraparte, la hidrólisis. Finalmente la oxidación y, ligada a ella, la reducción (reacciones redox). En la célula viva existen diferentes reacciones, mediante las cuales el acido fosfórico, el nitrógeno amínico, el metilo y otros grupos químicos se trasladan de una molécula a otra.

Todas estas reacciones poseen un rasgo característico común, la participación  inmediata de los elementos del agua. Estos elementos se combinan con los átomos de carbono de la molécula de la sustancia orgánica, o bien se desprenden, separándose de la molécula; constituyendo la base fundamental de todo el proceso vital, dando paso a las numerosas transformaciones de las sustancias organicas que se forman actualmente en condiciones naturales, dentro de los organismos, efectuándose con gran rapidez y en un orden de sucesión muy estricto.

Las condiciones existentes en los océanos primitivos no eran muy diferentes de las condiciones que reproducimos en los laboratorios. Por eso se supone, que en cualquier parte de aquel océano, en cualquier laguna o charco en proceso de desecación, debieron surgir las mismas sustancias organicas complejas de elevado peso molecular que se produjeron en el matraz de Butlerov, en la vasija de Baj y en otros experimentos análogos.

Las proteínas desempeñan una función de extraordinaria importancia, un papel realmente decisivo, en la formación de la “sustancia viva”. El protoplasma, sustrato material de la constitución del cuerpo de los animales, de las plantas y de los microbios, siempre contiene una cantidad importante de proteínas. En la molécula proteica, los aminoácidos están ligados entre sí mediante enlaces químicos especiales, formando así una larga cadena. El número de moléculas de aminoácidos que integran esta cadena cambia, según las distintas proteínas, de algunos centenares a millares, formando una cadena muy larga; en la mayoría de los casos la cadena aparece enrollada, formando un enredado ovillo, cuya estructura sigue, formando así, la molécula proteica.

Entonces, es de vital importancia que, las proteínas estén constituidas por diferentes aminoácidos y en la actualidad se conocen cerca de treinta aminoácidos distintos, que forman parte de la constitución de las proteínas naturales. Las propiedades químicas y físicas de las proteínas conocidas dependen específicamente de los aminoácidos que la componen y de la forma en que se encuentren estructuradas estas proteínas (en estricto orden, propio y exclusivo para cada proteína). Dicha estructura hace posible la existencia de una variedad infinita de proteínas, por ejemplo: la albumina del huevo, relativamente sencilla, pero existen proteínas mucho más complejas, por ejemplo, las de nuestra sangre, del musculo y del cerebro. En todo ser vivo, en cada uno de sus órganos hay centenares, miles de proteínas distintas, y cada especie animal o vegetal tiene sus propias proteínas, exclusivas de esa especie. De ahí que por esa extraordinaria variedad de proteínas se presenta la dificultad  de lograrlas por vía artificial en nuestros laboratorios.

 Sin embargo ya podemos obtener cualquier aminoácido a partir de los hidrocarburos y el amoniaco, al mismo tiempo logrando sin dificultad la unión de estos aminoácidos para formar largas cadenas, consiguiendo sustancias parecidas a las proteínas. Solo conociendo la distribución exacta de los aminoácidos en la cadena proteínica en cuestión, podremos reproducirla artificialmente en nuestros laboratorios, desafortunadamente solo se ha podido determinar el orden de colocación de los aminoácidos en algunas de las sustancias proteínicas más simples; pero esto será solamente cosa de tiempo porque nadie, duda ya de la posibilidad de lograr proteínas por vía artificial.

Para nosotros, lo interesante es tener idea muy clara y concreta de cómo han surgido por vía natural esas sustancias organicas; las más complejas de todas, las proteínas. En 1953, en un experimento realizado con este fin, de una mezcla de metano, amoniaco, vapor de agua e hidrogeno, se obtuvieron varios aminoácidos en unas condiciones que reproducían en forma muy parecida a las que existieron en la atmosfera de la tierra en sus comienzos.

Por tanto, la química moderna de las proteínas nos está revelando que en una época remota de la tierra, en su capa acuosa, pudieron y debieron formarse sustancias proteinoides. Desde luego, estas “proteínas primitivas” no podían ser exactamente iguales a ninguna de las proteínas que existen ahora, pero era muy parecidas a las que existen ahora, simplemente los aminoácidos en sus cadenas proteínicas eran muy diferentes, es decir, menos ordenadas. Las sustancias organicas se encontraban únicamente, y en forma simple, disueltas en las aguas del océano, con sus moléculas dispersas en ellas sin orden, les faltaba la organización que distingue a todos los seres vivos.

CAPITULO IV

Origen de las primitivas formaciones coloidales.

Como ya hemos visto, que en el proceso evolutivo de la tierra debieron formarse en las aguas del océano primario sustancias organicas muy complejas y diversas, parecidas a las que integran los actuales organismos vivos. Pero entre estos últimos y la simple solución acuosa de sustancias organicas hay, desde luego, una gran diferencia.

El fundamento de todo organismo vegetal y animal, es decir, la base de los cuerpos de los distintos hongos, bacterias, amibas y otros organismos sumamente simples, es el protoplasma, el sustrato material en el que se desarrollan los fenómenos vitales. En su aspecto exterior, el protoplasma solo es una masa viscosa  semilíquida de color grisáceo, en cuya composición, aparte del agua, se encuentran, principalmente, proteínas, otras sustancias organicas y sales organicas. Más no es una simple mezcla de estas sustancias. Pues el protoplasma tiene una organización muy completa; tiene una determinada estructura, una determinada armonía, con cierto orden y con determinada regularidad de los procesos físicos y químicos que se efectúan en el.

Las sustancias organicas de bajo peso molecular, como por ejemplo: los alcoholes o los azucares, al ser disueltos en el agua se desmenuzan en alto grado y se distribuyen en idéntica forma, por toda la solución, de moléculas sueltas que quedan más o menos independientes unas de otras. Por eso sus propiedades dependerán principalmente de la estructura de las propias moléculas y de la disposición que adopten en ellas los átomos de carbono, hidrogeno, oxigeno, etc.

Pero conforme va creciendo el tamaño de las moléculas, a estas leyes sencillas de la química orgánica van agregándose otras nuevas, más complejas, cuyo estudio es objeto de la química de las coloides. Las soluciones coloidales son producidas por las partículas de los cuerpos de elevado peso molecular y son muy inestables; al combinarse estas partículas bajo la influencia de diversos factores, tienden a combinarse entre ellas y a formar verdaderos enjambres, a los que se les denomina, agregado o complejo. Si mezclamos sustancias de elevado peso molecular, sobre todo si mezclamos diferentes proteínas, se formara algo así como un amontonamiento de moléculas en determinados lugares de la mezcla y a las gotas que aquí se forman se les dio el nombre de coacervados (del latín acervus, montón). Estos coacervados tiene la propiedad tan característica, de que sus gotas, a pesar de ser liquidas y estar impregnadas de agua, jamás se mezclan con la solución acuosa que las rodea.

 Esta misma cualidad posee el protoplasma de los organismos vivos. Si partimos una célula vegetal y extraemos en agua su protoplasma, observamos que, a pesar de su consistencia liquida, no se mezcla con el agua que la rodea, sino que flota en ella formando bolitas muy delimitadas y aparte de la solución. Mediante el estudio de los coacervados, podemos conocer varias propiedades físicas y químicas del protoplasma, como son su capacidad de formar vacuolas, su ambición, permeabilidad, etc. Una cualidad muy importante de los coacervados es que, a pesar de su consistencia liquida, tiene cierta estructura. Las moléculas y las partículas coloidales que lo estructuran no se encuentran en ellos distribuidos al azar, sino colocadas entre sí en determinada forma especial.

Hoy podemos deducir que, ninguna molécula podía existir aislada de las demás, formando verdaderos enjambres o montones de moléculas, formando moléculas proteicas de diferentes tamaños y diferentes propiedades, llegando a formar grandes concentraciones  en soluciones acuosas de, diferentes sustancias proteicas, debieron separarse, sin duda, gotas de coacervados; ya que basta mezclar simplemente las soluciones de dos o varias sustancias organicas de alto peso molecular. Por tanto , es posible asegurar, que cuando se formaron los diversos cuerpos proteinoides de peso molecular elevado, en la primitiva hidrosfera terrestre, inmediatamente debieron surgir también los coacervados; ni siquiera pudo ser un  obstáculo, para la formación de los coacervados, la concentración, un tanto débil, de las sustancias organicas en el océano primitivo.

De este modo la mezcla de diversos coloides y, en primer lugar, la mezcla de cuerpos proteinoides primitivos en las aguas de la tierra, debió originar la formación de coacervados, etapa importante en la evolución de la sustancia orgánica primitiva y en el proceso que origino la vida; ya que las partículas de los coacervados están colocadas, unas con respecto de otras en un orden especifico, a diferencia de los conglomerados de partículas que se movían desordenadamente. En consecuencia surgió una determinada organización, aunque muy elemental.

Sin embargo, no podemos asegurar, basándonos en esto, que los coacervados sean seres vivos, claro que no, ya que, al originarse los seres vivos primitivos, sin duda, surgieron en el proceso evolutivo de la materia, nuevas leyes que poseían ya un carácter biológico.

CAPITULO V

Organización del protoplasma vivo.

A fin de poder llevar adelante el curso de la evolución y el proceso del origen de la vida, es preciso conocer, los principios básicos de la organización del protoplasma, ese sustrato material que forma la base de los seres vivos.

Afínales del siglo pasado y principios del actual, algunos científicos pensaban que los organismos no eran más que unas “maquinas vivientes” de tipo especial, con una formación estructural sumamente compleja. Según ellos, el protoplasma poseía una estructura semejante a la de una maquina y estaba construido con arreglo a un determinado plan y formado por vigas y tirantes, rígidos e inmutables, entrelazados unos con otros y que este riguroso orden en la disposición reciproca  de las distintas partes del protoplasma, constituía la causa especifica de la vida. Pero el estudio concreto del protoplasma ha negado ese principio mecanista. Se verifico que en el protoplasma no existe ninguna estructura que se parezca a una maquina, ni siquiera a las de máxima precisión.

Se sabe que la masa fundamental del protoplasma es liquida; es un coacervado complejo, formado por diversas sustancias organicas de enorme peso molecular, como proteínas y lipoides, donde partículas filamentosas coloidales, flotan libremente. Las partículas son tan pequeñas que no se alcanzan a distinguir ni siquiera con ayuda de los microscopios modernos más perfectos. Pero en el protoplasma existen también elementos visibles; ya que al unirse, forman grandes montones, las moléculas proteínicas y de otras sustancias pueden destacarse en la masa protoplásmica en forma de gotas pequeñas, pero visibles al microscopio, o formando algo así como coágulos, con una estructura determinada a los que se denominan elementos morfológicos: el núcleo, las plastidulas, las mitocondrias, etc.

El elemento más importante  de la organización del protoplasma no es la distribución de sus partes en el espacio (como sucede en la maquina), sino el determinado orden de los procesos químicos en el tiempo, su combinación armónica tendiente a conservar el sistema vital en su conjunto y ese es el error de los mecanicistas, en ignorar esa diferencia.

Para la formación del protoplasma es de suma importancia la existencia de determinada y sutil estructura interna, mediante la organización en el tiempo, es decir, cierta armonía de los procesos que se operan en el protoplasma. Todo organismo animal, planta o microbio, vive solo mientras estén pasando por el, en torrente continuo, nuevas partículas de sustancias, impregnadas de energía. Los organismos tienen la capacidad de asimilar diferentes cuerpos químicos y transformarlos para convertirlas en sustancias del propio organismo (asimilación) y la desasimilación es el proceso contrario, es decir, que las sustancias del organismo vivo no quedan inmutables, si no que se desintegran con mayor o menor rapidez, y son remplazados por los cuerpos asimilados; expulsando los productos de la desintegración al ambiente.

Justamente, esto es lo que crea las condiciones que permiten mantener constante la composición y estructura del organismo a pesar de la existencia de un proceso ininterrumpido de desintegración, de desasimilación. El estudio detallado de la síntesis de diferentes sustancias en el protoplasma demuestra que estas sustancias no surgen de golpe, provenientes de un acto químico especial, sino que son el resultado de una larga cadena de transformaciones químicas. Para que se constituya un cuerpo químico complejo, es necesario que muchas decenas, centenares e incluso miles de reacciones se produzcan en un orden regular, rigurosamente previsto, base de la existencia del protoplasma.

Muchas veces , para que se produzcan algunas de las reacciones que pasan entren las sustancias organicas, se necesitan muchos meses e incluso años; por esta razón, los químicos usan a menudo diferentes sustancias de acción enérgica, ácidos y álcalis fuertes, con el fin de acelerar el proceso de las reacciones químicas entre las sustancias organicas; mediante los llamados catalizadores.

Las reacciones químicas que se presentan en los animales y en los vegetales entre las diferentes sustancias organicas se realizan con increíble velocidad; esto mismo pasa en el protoplasma, gracias a que en el siempre se encuentran presentes unos catalizadores biológicos especiales llamados, fermentos. Estos fermentos son proteínas, combinadas a veces con otras sustancias de naturaleza no proteica y son muy parecidos a los catalizadores inorgánicos, distinguiéndose por su extraordinaria intensidad de sus efectos.

Los fermentos sobre pasan en centenares de miles e incluso en millones de veces a los catalizadores inorgánicos de acción, produciendo un mecanismo extraordinariamente perfecto y muy racional para acelerar las reacciones químicas entre las sustancias organicas, esto debido al efecto catalítico de las proteínas; para que cualquier sustancia del protoplasma vivo pueda tener participación realmente en el metabolismo, debe combinarse con una proteína y formar con ella una unión compleja, mediante la acción fermentativa especifica de las proteínas protoplasmáticas encargadas de conducir esa sustancia al proceso metabólico general.

Esa especial organización de la sustancia viva tiene, en las células de los organismos actuales, una gran influencia sobre el orden y la dirección de las reacciones fermentativas que forman la base del proceso metabólico, ya que al agruparse entre sí las proteínas pueden separarse de la solución general y lograr distintas estructuras protoplásmicas dotadas de gran movilidad, existiendo sobre estas estructuras concentraciones de fermentos. De este modo, ese orden, tan propio de la organización del protoplasma, se basa en las propiedades químicas de las sustancias que forman la materia viva.

Los centenares de miles de reacciones químicas que se efectúan en el protoplasma vivo, no solamente están rigurosamente coordinados, en el tiempo, ni solo se combinan armónicamente en un orden único, sino que todo este orden tiende a un mismo fin: a la autorrenovacion, a la autoconservacion de todo sistema vivo en su conjunto, en consonancia de las condiciones del medio ambiente. Precisamente por eso el protoplasma es un sistema dinámico estable y, pese al constante proceso de desintegración (desasimilación) que en él se efectúa, conserva de generación en generación la organización que le es propia.

 No hay duda respecto a que la vida ha surgido, durante este desarrollo, como una forma nueva y más compleja de organización de la materia regida por leyes de orden muy superior a las que imperan sobre la naturaleza inorgánica.

CAPITULO VI

Origen de los organismos primitivos.

Los coacervados que surgieron por primera vez en las aguas de los mares y océanos no poseían vida, sin embargo, desde su aparición llevaban latente la posibilidad de dar origen, en condiciones de desarrollo, a la formación de sistemas vivos primarios.

¿Cuáles fueron las causas que permitieron la existencia individual de cada una de esas gotas coacervaticas en las condiciones concretas del medio ambiente? Supongamos que en alguno de los depósitos primitivos de agua de nuestro planeta se formaron coacervados al mezclarse con diferentes soluciones de sustancias organicas de elevado peso molecular, este coacervado no se encontraba sencillamente sumergido en agua, sino que se encontraba en una solución de distintas sustancias organicas e inorgánicas. Dichas sustancias eran absorbidas por él, empezando a manifestarse reacciones químicas entre esas sustancias y las del propio coacervado, haciéndolo más grande.

Junto a estos procesos de síntesis, en la gota se producían también procesos de descomposición y desintegración de la sustancia, estos procesos estaban determinados por las condiciones del medio externo (temperatura, presión, acidez, etc) y la organización físico-química interna de la gota; sobreviviendo durante un tiempo más o menos prolongado, aquellos coacervados que poseían cierta estabilidad dinámica, aquellos en que la velocidad de los procesos de síntesis predominaba sobre los procesos de desintegración, o por lo menos en equilibrio con ella. Los coacervados mas organizados se alimentaban de gotas mal organizadas que se desintegraban y la sustancias que contenían volvían a dispersarse por la solución, integrándose como sustento alimenticio para los coacervados.

Al mismo tiempo que aumentaba la cantidad de sustancia organizada, a la vez que crecían las gotas coacervaticas en la superficie de la tierra, se alteraba también constantemente la calidad de su propia organización, y estas modificaciones se producían en determinado sentido, un orden, en el cual los procesos químicos deberían asegurar la autoconservacion y la autorrenovacion constante de todo el sistema en su conjunto.

Después vinieron innumerables transformaciones de las sustancias organicas, primero en la solución acuosa y después en las formas coloidales primitivas, se daban con relativa lentitud. La rapidez de la diferentes reacciones solo pudo lograrse gracias a la acción de catalizadores inorgánicos (sales de calcio, de hierro, de cobre, etc.), tan abundantes en el océano primitivo y estos catalizadores inorgánicos comenzaron a combinarse de mil formas con diversos cuerpos orgánicos, sobreviviendo aquellas que cumplían sus funciones con la mayor rapidez y del modo más racional.

A raíz de ese proceso evolutivo, los catalizadores inorgánicos aceleraban en bloques grupos enteros de reacciones análogas, al llegar a nuestras formas coloidales fueron remplazados poco a poco por fermentos más complejos pero más perfectos.

Esta estabilidad de la composición química de las formas coloidales individuales origino cierta estabilidad estructural de las mismas. Las proteínas poseedoras de una determinada estructura, propia de cada sistema coloidal, ya no se mezclaban entre si al azar, sino con precisa regularidad, formando una organización espacial dinámica estable que les asegurase el predominio de las reacciones fermentativas de síntesis sobre las de desintegración; logrando esa concordancia entre los diferentes fenómenos, esa adaptación- tan propia de la organización de todos los seres vivos. De esta manera se produjo ese salto dialectico que trajo la aparición de los seres vivos más simples en la superficie de la tierra.

Aquellos organismos no poseían estructura celular aun, la cual surgió en una etapa posterior del desarrollo de la vida. Durante años, siglos y milenios la estructura de los seres vivos se iba perfeccionando y se adaptaba mejor a las condiciones en que se desarrollaba la vida, mejorando la organización de los seres vivos. Al comienzo, solo se alimentaban de sustancias organicas; pero al pasar del tiempo, las sustancias se escasearon, esto los llevo a evolucionar, buscando la propiedad de formar de alguna manera sustancias organicas con base en los materiales proporcionados por la naturaleza inorgánica mediante el anhídrido carbónico y el agua; algunos seres vivos lo lograron. En este proceso evolutivo, lograron desarrollar la facilidad de absorber la energía de los rayos solares, de descomponer el anhídrido carbónico con ayuda de esa energía, y de aprovechar el carbono para lograr formar en su cuerpo sustancias organicas. De este modo aparecieron las plantas más sencillas, las algas cianofíceas, cuyos restos pueden encontrase en sedimentos muy antiguos de la corteza terrestre.

Otros seres vivos mantuvieron su sistema de alimentación, pero lo que ahora les servía de alimento eran esas mismas algas cuyas sustancias organicas eran aprovechadas por ellos, surgiendo así,  el mundo de los animales primitivos.

Al principio se formaron los organismos unicelulares para después pasar a los organismos pluricelulares; así los organismos iban siendo más complejos y su diversidad cada vez más variada. Las aguas de los mares y océanos se poblaron de grandes algas, apareciendo numerosas medusas, moluscos, equinodermos y gusanos de mar.

En el periodo cámbrico, hace 500 millones de años, la vida se concentraba solo en los mares y océanos. Todavía no aparecían los vertebrados que conocemos hoy día (peces, anfibios, reptiles, aves y las fieras).

En el periodo silúrico, que sustituye al cámbrico, surgieron las primeras plantas terrestres y en el mar, los primeros vertebrados, parecidos a las lampreas actuales; con respecto a los peces, aun tenían mandíbulas y recubiertos de una coraza ósea. En el periodo devoniano, aparecieron en los ríos  y en las lagunas marinas, peces auténticos semejantes a los tiburones de hoy.

Conforme la tierra va evolucionando va pasando por una serie de eras o etapas (carbonífero, pérmico, jurasico y cretáceo, terciario y cuaternario) y en cada una de ellas surgen diferentes formas de vida que están en constante evolución, dando con ello organismos más complejos y mejor estructurados, para poder adaptarse al medio en el que van surgiendo y tener una mayor posibilidad de supervivencia.

Hace un millón de años, en el límite de los periodos terciarios y cuaternarios (último periodo, que dura hasta hoy) aparecieron en la tierra los pitecántropos, hombres monos que forman el eslabón intermedio entre el mono y el hombre; estos desaparecieron. Sus sucesores fueron nuestros antepasados. Durante el cuaternario, en los últimos tiempos del periodo glacial, en el siglo del mamut, ya vivía en la tierra hombres auténticos, parecidos a los actuales.

CONCLUSION

Hemos  seguido el desarrollo evolutivo de la materia y lo que condujo a la aparición de la vida en la tierra, desde como se disperso el carbono en átomos sueltos en la atmosfera incandescente de las estrellas, para después formar parte de los hidrocarburos y así formar sustancias organicas simples, pasando a formar cuerpos más complejos en las aguas del océano primitivo. Surgieron las proteínas y otras sustancias similares; formando el material de que están formados los animales y los vegetales. Este material estaba simplemente disuelto, pero luego se separo, formando los coacervados; los primeros eran estructuralmente muy sencillos pero fueron evolucionando, haciéndose cada vez más complejos y perfectos, convirtiéndose en seres primitivos progenitores de todo lo vivo en la tierra.

La vida siguió evolucionando, dando paso primero a seres vivos que no poseían estructura celular, para después pasar a organismos unicelulares y después a los organismo pluricelulares que poblaron el planeta; echando por tierra las creencias religiosas acerca del principio espiritual de la vida y el origen divino de los seres vivos.

En un futuro, lograremos reproducir artificialmente esa compleja organización y así demostrar científicamente, que la vida no es más que una forma especial de existencia de la materia.

BIOGRAFIA

Alexander I. Oparin, nació el 3 de marzo de 1894 en Uglich (Rusia), en un pueblo situado a orillas del Volga, y murió en Moscú el 21 de abril de 1980. A los diez años ya había coleccionado su primer herbario y se había familiarizado con la teoría de la evolución de Charles Darwin.

En 1912 ingreso a la universidad estatal de Moscú, donde estudio fisiología vegetal, doctorándose en ciencias naturales en 1917.

Formulo una hipótesis revolucionaria donde decía, que los primeros organismos que aparecieron sobre la esfera terrestre lo hicieron en un ambiente en el que ya preexistían sustancias químicas consideradas actualmente como organicas y que, por lo tanto, su régimen nutritivo era heterótrofo, es decir que se alimentaban de material elaborado por otros seres vivos, si la necesidad de los procesos de síntesis de tales sustancias.

Su obra, El origen de la vida, ha estimulado a la investigación científica a muchos investigadores. Fue nombrado Doctor Honoris Causa por la Universidad Autónoma de México (UNAM).

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