Las hipótesis de Oparin y el experimento de Stanley Miller
Al abordar la cuestión del origen de la vida en la tierra resulta inevitable referirse al científico soviético Alexander Ivanovich Oparin.
Según Oparin, las condiciones existentes en los primeros tiempos de la historia de la Tierra, una atmósfera rica en hidrógeno, metano, amoníaco y vapor de agua, bombardeada constantemente por los rayos solares ricos en ultravioleta (entonces aún no existía la capa de ozono) y por las descargas eléctricas producidas durante las tormentas, hicieron posible la síntesis de multitud de moléculas orgánicas que cayeron en los océanos formando un “caldo” o “sopa nutritiva”, donde se fue acumulando.
La mayor o menor afinidad entre estas moléculas hizo que se fuesen asociando para crear estructuras más complejas en forma de esferas microscópicas huecas llamadas “coacervados”. Con el tiempo, se fueron autoseleccionando y sobrevivieron las que tenían capacidad autorreplicativa, que constituirían las primeras células.
Aunque nos pueda parecer un hecho imposible, hemos de tener en cuenta el factor tiempo.
No se sabe cuándo ni cómo estos coacervados pasaron a constituir un verdadero organismo. Probablemente, durante miles o millones de años se fueron seleccionando y perfeccionando para convertirse en las primeras “protocélulas”.
Una hipótesis tan rotunda debería ser demostrada.
Fue el químico norteamericano Stanley L. Miller (1930-2007) quien demostró junto a Harold Urey (1893-1981), siendo aún un estudiante universitario, que las ideas de Oparin eran acertadas, o al menos podían ser plausibles. En una experiencia que reproducía las condiciones de la atmósfera primitiva y la radiación de hace 4 000 millones de años, obtuvo compuestos orgánicos a partir de una mezcla inicial de compuestos inorgánicos.
Así demostró que la materia orgánica podía aparecer espontáneamente a partir de la inorgánica en las condiciones adecuadas.
La experiencia consistió en hacer circular una mezcla gaseosa con esa composición a través de un aparato cerrado. En otra ampolla había agua hirviendo. Se sometió a los gases a una descarga eléctrica producida por una chispa de electrodos de tungsteno. A continuación se condensó la mezcla gaseosa y se añadió al agua hirviendo para su recirculación. Todos los compuestos no volátiles que se hubiesen formado se acumularían en el agua. Se hizo trabajar el aparato durante una semana.
Como resultado se obtuvo la síntesis de varios aminoácidos como alanina, glicina, ácido glutámico y ácido aspártico y otros compuestos orgánicos.
Los científicos repitieron estos experimentos y obtuvieron también purinas, pirimidinas, azúcares y 18 de los 20 aminoácidos esenciales para la vida. También se obtuvieron polímeros como polipéptidos en condiciones prebióticas.
Estos compuestos prebióticos se sabe que no son exclusivos de la Tierra, por técnicas radioastronómicas se han detectado compuestos orgánicos relativamente sencillos en las nubes de polvo interestelar.
Los tres primeros encontrados son intermediarios muy importantes para la síntesis prebiótica como el formaldehído del cual se originan azúcares; el ácido cianhídrico de los que se obtienen aminoácidos y adenina y el cianoacetileno del cual derivan bases pirimídicas.
Hasta aquí se puede explicar el origen de moléculas orgánicas precursoras. El siguiente problema a resolver es ¿cómo se sintetizaron los polímeros como las proteínas y los ácidos nucleicos? ¿Cómo se concentraron y organizaron adecuadamente estos compuestos prebióticos para adquirir las propiedades de la materia viva?