Origen de la vida

La teoría que explica el origen de la vida más aceptada es conocida como la teoría de la evolución química o la teoría quimiosintética. Esta teoría propone que la vida se originó a partir de reacciones químicas complejas que ocurrieron en la Tierra primitiva hace miles de millones de años.

Según esta teoría, en un ambiente primitivo rico en sustancias químicas simples, como agua, dióxido de carbono, amoníaco y metano, se dieron una serie de reacciones químicas que llevaron a la formación de moléculas orgánicas más complejas, como aminoácidos y nucleótidos.

Estas moléculas orgánicas se acumularon en los océanos primitivos y formaron coacervados, agregados de moléculas que tenían una membrana externa y podían llevar a cabo reacciones químicas internas.

Con el tiempo, estos coacervados se volvieron más complejos y dieron lugar a los primeros organismos primitivos, como las bacterias.

A medida que estos organismos primitivos evolucionaron, se desarrollaron mecanismos de reproducción y herencia, lo que permitió la aparición de nuevas especies a través de cambios genéticos y selección natural.

Es importante destacar que la teoría de la evolución química no explica el origen último de la vida, es decir, cómo se formaron las primeras moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas. Sin embargo, proporciona una explicación científica sólida sobre cómo las moléculas orgánicas pudieron haber evolucionado y dado lugar a la vida tal como la conocemos.

El origen de la vida

En un contexto científico, para discutir, y mucho menos descubrir, el origen de la vida, debemos primero responder a la pregunta, "¿Qué es la vida?" Podemos plantear esa pregunta de manera más coherente preguntando: "¿Qué procesos esenciales sostienen la actividad de la vida?"

Conocer los procesos físico-químicos universales fundamentales que sustentan la actividad de todos los sistemas vivos nos da un punto de partida para hacer observaciones, generar hipótesis y realizar experimentos en la búsqueda del origen de la vida, ya que esos procesos de alguna manera deben haber dado lugar a las primeras células, los bloques de construcción básicos y las unidades de trabajo de todos los seres vivos de la Tierra. Debemos descubrir las características de las primeras células de las que descendieron todos los seres vivos actuales.

Debido a que debemos mirar hacia atrás a una época de hace casi 4.000 millones de años, encontraremos poco, pero no nada, en la forma de restos para examinar. Podemos formular hipótesis y someterlas a los conocimientos existentes sobre las primeras condiciones de la Tierra y a los experimentos que intentan reproducir esas condiciones.

Podemos reducir nuestras hipótesis y caminos de búsqueda diseccionando los procesos físico-químicos más básicos y esenciales comunes a todos los seres vivos conocidos - la biofísica universal, la bioquímica y el metabolismo de los seres vivos - porque como procesos centrales conservados tienen la mayor probabilidad de ser embrionarios.

Buscamos el origen de un sistema que reconocemos como vivo en virtud de que tiene el contenido informativo y la capacidad de procesamiento de la información para permanecer como un sistema dinámico autoorganizado, espacialmente compartimentado y lejos del equilibrio, de estado casi estable, de redes moleculares modulares robustas y jerárquicas, en las que las redes funcionan de manera autónoma en su propio nombre, para compensar las respuestas a las perturbaciones, adaptarse a las condiciones cambiantes y facilitar la reproducción del sistema.

Buscamos el origen de un sistema termodinámicamente abierto, posibilitado por el influjo de energía y materia y por un efluente más que compensatorio de residuos (desorden), que cumple así con la segunda ley de la termodinámica y permite sostener y explotar un estado organizado dinámicamente lejos del estado de equilibrio de la aleatoriedad.

Finalmente, buscamos el origen de un sistema capaz, por su capacidad de autorreproducción, de participar en los procesos evolutivos, que permiten la evolución transgeneracional de la especie a la que pertenece, adaptándose a entornos cambiantes.

Los científicos no conocen el origen de la vida en la Tierra. Sin embargo, tienen piezas del rompecabezas. Décadas de investigación han establecido ciertas limitaciones que impiden una especulación sin límites. Aún así, abundan muchos escenarios científicos plausibles y conflictivos.

La historia del pensamiento científico sobre los "orígenes de la vida"...

"Una receta cuántica para el origen de la vida"

El físico teórico, cosmólogo, astrobiólogo y divulgador de la ciencia, Paul Davies, ha imaginado una "receta cuántica" para el origen de la vida:

"Retomando la sugerencia del [físico Erwin] Schrödinger [.... de que la mecánica cuántica, o alguna variante de ella, pronto resolvería el enigma de la vida....], una solución radical al problema, '¿Qué es la vida?' podría ser que la mecánica cuántica permitiera que la vida emergiera directamente del mundo atómico, sin necesidad de una compleja química intermedia. La vida debe tener una base química: las moléculas orgánicas proporcionan el hardware para la biología. ¿Pero qué hay del software?"

El software, argumenta Davies, reside en la información cuántica. "....para iniciar la vida todo lo que necesitas es replicar la información."

Argumenta que, en el nivel cuántico de la realidad, el procesamiento de la información puede proceder mucho más rápidamente, en comparación con las reacciones químicas, puede lograr ganancias en el rendimiento del procesamiento de la información a través de capacidades cuánticas como el túnel, la superposición y el enredo. Procede a conjeturar sobre la réplica de la información en un sistema atómico a través de una serie de interacciones, la información en los sistemas que residen posiblemente en forma binaria ".... haciendo uso de la orientación del espín de un electrón o un átomo por ejemplo". Afirma que la mecánica cuántica puede, por lo tanto, hacer información "genética" discreta.

Davies se refiere a su conjeturado replicador de información cuántica como "Adán atómico" y especula sobre los mejores entornos en los que podrían existir algunos de esos "Adanes atómicos".

Sostiene que cuando surge una población de tales replicadores de información cuántica, se espera una variación en la fidelidad de la replicación debido al principio de incertidumbre cuántica. Dada la variación, podría producirse una evolución de la información por medio de la selección natural darwiniana-wallaceana, o la supervivencia de los replicadores más aptos, en el medio ambiente predominante. ".... y el gran juego darwiniano podría comenzar".

Davies se pregunta entonces, dada la realidad de los replicadores de información cuántica en un dominio de tipo reproductivo darwiniano, ¿cómo surgió la vida "orgánica"? Supone que "En algún momento, la vida cuántica podría haber cooptado grandes moléculas orgánicas para la memoria de respaldo". Cómo pudo haber ocurrido ese 'gran salto' Davies no ofrece ninguna descripción plausible, excepto que la información en un medio no impide la traducción a otros medios. No es que el medio de la química orgánica se aleje de los fundamentos de su medio químico cuántico.



Una vez que se produce esa transferencia de información - de la información cuántica a la química - se espera una pérdida de rapidez en el procesamiento de la información, pero también se espera una mayor estabilidad en las moléculas orgánicas, y una mayor versatilidad, y una mayor complejidad. Estas compensaciones podrían asegurar el dominio de los sistemas vivos orgánicos, dada la selección natural, y su habilitación para la explotación de diversos ambientes.

Davies parece ser el que más se preocupa por el tema de la complejidad de la vida cuántica:

"Cómo surge la complejidad en los sistemas cuánticos es un tema todavía en pañales, pero los principios implicados podrían iluminarse aplicando la teoría de la complejidad algorítmica a la teoría cuántica de la información."

Podríamos preguntarnos cuánta complejidad debe preceder a la transferencia de la información cuántica a la información molecular orgánica, dado el potencial de selección natural y otras fuerzas evolutivas -por no hablar de la autopoiesis- para permitir el surgimiento de la complejidad orgánica.