Origen y evolución de la vida

Parte 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 

El inicio del universo, según la opinión de la mayoría de los científicos actuales, fue el Bing Bang, acontecido hace 15 mil millones de años a 50 000 años luz de nuestra galaxia llamada Vía Láctea.[1] A raíz de este fenómeno se formó la tierra, ésta comenzó como una nebulosa concentrada de partículas que comenzaron a girar integrando una masa caliente, al igual que los demás planetas.[2] Un interés común de la humanidad es descubrir y comprender su propia existencia, y uno de los caminos para ello es la búsqueda del origen de la vida y de la evolución de la misma, dos fenómenos íntimamente relacionados e implicados.

Para responder a esta inquietud es necesario partir de una definición o caracterización de ser vivo, un problema bastante complejo en sí. Para ello nos sujetamos a la opinión más aceptada entre los científicos para definir a un viviente como integrante de «toda población cuyos miembros poseen la propiedad de multiplicación, heredabilidad y variabilidad»[3].

Se afirma que el último antepasado común de los vivientes existió en el agua, incapaz de realizar procesos químicos de oxidación simplemente porque no existía el oxígeno necesario para ello. Al respecto existen dos teorías, el génesis de la vida en aguas templadas, en caso de ser un organismo fotosintético, o probablemente fue un organismo capaz de convertir azúcar en alcohol o ácido láctico que vivió en aguas cálidas y profundas[4]. Es importante tener claro que la actual atmósfera es producto de la fotosíntesis biótica, y que los primeros seres vivientes no interactuaron con una atmósfera compuesta de oxígeno como la conocemos ahora.

Para ambos ambientes, tanto de aguas templadas o cálidas, eran necesarias condiciones climáticas estables. La vida surgiría entonces como producto de la generación de aminoácidos (las proteínas son de los aminoácidos más comunes), de sistemas polimoleculares y otros materiales orgánicos que, por una serie de cambios, formarían bacterias primitivas:

Este tipo de sistemas polimoleculares probablemente se formaban gracias a las decantaciones e hidrataciones sucesivas que ocurrían en las playas, de donde eventualmente eran arrojados al mar, en el que podían seguir absorbiendo material orgánico y acumularlo en grandes concentraciones en su interior. De esta manera, aunque originalmente estuviesen formados por compuestos relativamente sencillos, el intercambio de materia y energía en el medio ambiente permitía la síntesis, en el interior de estos microsistemas, de moléculas aún más complejas.[5]

La importancia de estas bacterias primitivas radica en la posibilidad de reproducir secuencias de proteínas, ancestros de los actuales códigos genéticos, permitiendo las condiciones mínimas de la vida: multiplicación, heredabilidad y variabilidad. Actualmente todo ser considerado como vivo alberga códigos genéticos en forma de ADN, que auxiliados por el ARN[6], contienen la información básica para la reproducción celular.

Según De Duve, previo a la existencia del ARN, hubo una producción indiscriminada de trifosfatos mezclados en grupos diferentes que llegaron a contener las cuatro bases presentes en los códigos genéticos (A, G, C y U) ensamblados por distintos catalizadores, y formando así las primeras moléculas ARN por un proceso llamado mecanismo de selección molecular.[7] Estas moléculas se encargaron del flujo de información, que actualmente corresponde al ADN. Estas primeras moléculas son consideradas por el autor como el fundamento de los primitivos organismos celulares.

Por el principio de competencia y el principio evolutivo de la selección natural, las primitivas moléculas disputaban el material necesario para la síntesis de códigos. Estos procesos garantizaron la supervivencia de los mecanismos de ARN más eficientes en el proceso de producción de proteínas, garantizando también, la transmisión de los códigos genéticos esenciales para la vida.[8] De esta forma se gestaron los antecesores de los actuales organismos celulares, cuya garantía de supervivencia se funda en su capacidad de compartir e intercambiar materia, energía e información con el exterior.

La aparición de la membrana celular marcó un avance evolutivo. Mientras que las células pueden crecer y aumentar su tamaño, la membrana no lo hace, lo cual origina un proceso de división celular; las proto-células debieron ser capaces de dividirse desde el principio, con posibilidad de reproducir genes. Nuevamente mediante la selección natural y la competencia, las formas más débiles sucumbieron ante el éxito de las más desarrolladas.[9] Esta transferencia genética se da en dos grandes líneas o procesos: uno vertical, el otro horizontal. El proceso vertical implica el intercambio genético de una generación a otra. Por su parte, el proceso horizontal se da mediante la reproducción del ADN de una célula bacteriana a otra.[10]

Poco a poco, y con la especialización de las primitivas células se desarrollaron organismos primitivos capaces de realizar la fotosíntesis y formar así, a lo largo de millones de años, la actual atmosfera con presencia de oxígeno, así como la aparición de organismo eucariontes a partir de los procariontes (organismos compuestos por células sin núcleo definido que contenga ADN, a diferencia de los eucariontes).[11]

La ventaja de los organismos eucariontes radica en la posibilidad de complejización, capaces de desplazarse por el agua o fuera de ella, capturar y digerir alimentos. Éstos organismos permitieron la especificación y generaciones de organismos pluricelulares más complejos, hasta llegar a las actuales formas de vida:

En el espeso matorral de ramificaciones evolutivas que crecieron a partir de los primeros animales, se puede distinguir una línea a posteriori. Atraviesa primero una sucesión de esponjas, medusas, pólipos y gusanos marinos. Después dejando que estas formas primitivas se desplieguen lateralmente con todos los intervalos que surgieron de ellas, entre los que se encuentran los crustáceos, los insectos, los moluscos, los equinodermos y otros muchos, la línea conduce a los primeros vertebrados. Tras ello, y dejando a los peces en los mares, sale del agua con los primeros anfibios, sigue a algunos de ellos en su transformación en reptiles, y continúa su avance hasta los mamíferos primitivos, dejando que anfibios y reptiles, junto con las aves que surgieron de estos últimos, se diversifiquen por su cuenta. Entre los mamíferos, la línea llega a los primates y continúa su recorrido, a través de los grandes simios antropoides, hasta una especie cercana a los chimpancés actuales.[12]

Respecto a los organismos vegetales, todo empezó hace aproximadamente mil millones de años, con la asociación de algunas algas verdes unicelulares que dieron origen a las primeras algas marinas, diversificándose posteriormente en numerosas especies que se encuentran en la vegetación acuática actual. De las algas surgieron los musgos primitivos, y con ello las primeras plantas, así se comenzó a poblar la tierra. Se perfeccionó un sistema vascular dual que transportaba líquidos de las raíces a las hojas y viceversa:

Con la aparición de la lignina, una sustancia particularmente resistente, nacieron las primeras plantas arborescentes, que acabaron produciendo los frondosos bosques de marismas y pantanos del Carbonífero […]. Antepasados, entre otros, de los helechos actuales, muchos de estos organismos cayeron víctimas del frío y la sequía durante la gran crisis del Pérmico que diezmó a un gran número de especies vivas. Los helechos dieron paso a las gimnospermas, de las que las coníferas son los principales representantes actuales, que resisten mejor los rigores climáticos. Después vinieron las angiospermas, o plantas con flores, que ahora dominan la escena.[13]

Dentro de estos grandes procesos se encuentra el de los seres humanos. Dada la complejidad de éste, será tratado en otro apartado.

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[1] Alcázar Godoy, J. El origen del hombre, Ediciones Palabra, Madrid 1986, p. 29. «parece que el Big Bang se produjo entre 11 000-12 000 a 20 000 millones de años atrás  […] recientemente la NASA ha presentado la estima de de 13 700 millones de años» Mester, Francesc, Arenas, Concepción, «La percepción del tiempo evolutivo» en Ludus Vitalis, vol. XIII, núm. 24 (2005), 17.

[2] Según Mester y Arenas «nuestro planeta se formó aproximadamente entre unos 4 500 y 4 800 millones de años atrás […] en general se acepta que la vida en nuestro planeta apareció entre 3 500 y 4 000 millones de años atrás» op. cit., p. 18.

Artigas, Mariano, Ciencia, razón y fe, EUNSA, Navarra 2004.

[3] Cfr. Alcázar Godoy, J. Op. cit., p. 30.

[4] Esta tesis se fundamenta en los estudios de secuencias moleculares con bacterias adaptadas en géiseres volcánicos y chimeneas hidrotermales en los fondos oceánicos. Cfr. De Duve, Cristian, la vida en evolución, Crítica, Barcelona 2004, pp. 69, 71, 137-138.

[5] Lazcano, Antonio, Araujo, El origen de la vida, Trillas, México 1989³, 11ª reimp., p. 51.

[6] El ARN es una molécula que dirige las etapas intermedias en la síntesis proteica, ésta transfiere la información necesaria para la vida, y en general tiene dos funciones: transmitir información y servir de catalizador en distintas reacciones.

[7] Cfr. De Duve, Cristian, la vida en evolución, Crítica, Barcelona 2004, pp. 99s.

[8] Cfr. Ibid, p. 111.

[9] Cfr. Ibid, pp. 139-141.

[10] Según De Duve, en el caso de organismos superiores, cada paso evolutivo lateral implica un cambio genético en una célula germinal que se verá envuelta en la generación de un óvulo fecundado. Si el nuevo organismo produce descendencia, surge una nueva rama en el árbol de la vida (línea horizontal), ampliando la biodiversidad. Los pasos verticales perfeccionarían a los organismos, produciendo especies más eficaces, competentes y mejor adaptadas. Estos cambios se generan a nivel de los nucleótidos presentes en las cadenas de ADN. Ibid, pp. 259-262.

[11] Cfr. Ibid, p. 204.

[12] Cfr. Ibid, p. 246.

[13] Cfr. Ibid, p. 232-233.