El Cedazo

Iniciamos la andadura de nuestra aventura. En la entrada anterior de la serie La Biografía de la Vida, introductoria, había esbozado las líneas generales que van a enmarcar nuestro caminar. Ahora ya no queda más que ajustarse las botas y husmear por el escenario.

Comencemos por el inicio:

Se hizo la Tierra y la Vida. De 4.570 a 3.800 millones de años

La Tierra primitiva, eón Hadeico (también llamado Hádico o Hadeano), duró aproximadamente desde hace 4.570 hasta hace 3.800 millones años, es decir, un 16% de la vida de la Tierra, y fue un eón de formación y asentamiento. En la mitología griega Hades, de donde recibe el nombre este eón, alude al antiguo inframundo, la neblinosa y sombría morada de los muertos. Y realmente la Tierra en aquellos años se perdía en la niebla de lo desconocido, del calor y la confusión, como un infierno catastrófico y en llamas.

Hablaremos en esta entrada y siguientes de cómo apareció la Vida a partir de los más elementales átomos, incrementando su complejidad y cooperación, hasta la preservación de la información, replicación y transmisión de la misma. Hablaremos de los entornos donde surgió y donde, protegida, prosperó en forma de una primera célula procariota, la ancestral eubacteria.

Durante este período, probablemente, el Sistema Solar se estaba formando dentro de una gran nube de gas y polvo. En su centro se iba condensando la mayor parte de la materia que la constituía, al final un 98,8% del vecindario. La gran presión gravitatoria de esta masa encendió el horno del Sol, expulsando radiaciones que barrían los elementos más ligeros de sus proximidades, dejando sólo a los pesados, empujándolos hacia el espacio hasta encontrar una posición más cómoda. Allí, en cuatro zonas muy concretas, pudieron ya aglutinarse de acuerdo a los grumos que la gravedad iba formando.  Se estaban gestando los gigantes de gas Júpiter y Saturno, y los de hielo Urano y Neptuno. Próximo a ellos, ya suficientemente lejos del calor de la protoestrella central, hacía el suficiente frío (tanto que se le llama la “línea de hielo”) como para que sobre las motas de polvo de aluminio o de silicio que por allí se movieran pudieran congelarse poco a poco las moléculas de agua, metano y dióxido de carbono, formando cuerpos helados de todos los tamaños.

El volumen tremendo de los cuatro planetas gaseosos impuso su orden: absorbieron a los pequeños cuerpos, y a los que no pudieron los fueron barriendo del mapa arrojándolos al espacio exterior, en donde quedaron como viveros de los futuros cometas que se acercan de vez en cuando al Sol, o bien los impulsaron contra los protoplanetas rocosos interiores entre los que se encontraba lo que sería la Tierra, que se iba transformando poco a poco en un cuerpo independiente a medida que absorbía parte de esta materia y la de la nube de gas y polvo inicial. Habían pasado los 100 primeros millones de años de nuestro sistema solar.

Nuestra visión se aclara si en aquel caos hacemos foco sobre los “ladrillos” con los que  se contaba en el proceso de gestación de la Tierra.

Por un lado, los gases, entre los que dominaba desde el “Big Bang” el hidrógeno, H₂. A continuación el helio, He, inerte, y posiblemente los resultantes de la reacción del cuantioso hidrógeno con el resto de participantes según su abundancia: oxígeno, nitrógeno, carbono, azufre… (agua, H₂O; amoniaco, NH₃; metano CH₄y sulfuro de hidrógeno, SH₂). La creciente radiación ultravioleta de la jovencísima estrella que era el Sol disociaría progresivamente el amoniaco, dando nitrógeno, N₂; y el metano, dando dióxido de carbono, CO₂.

Si nos fijamos ahora en los sólidos, se trataría de metales y silicatos metálicos. Los elementos sólidos más pesados, silicio, hierro, níquel, magnesio… estaban presentes, pero con unos porcentajes muy pequeños. No obstante había lo suficiente como para que reaccionaran entre ellos. La base la constituyó el silicio, que se combinó con el oxígeno. El óxido de silicio (SiO₂) se combinó con otros elementos formando los silicatos que predominan, hasta hoy, en el manto y la litosfera terrestre.

Estos eran los ingredientes de la mezcla en la batidora inicial.

Apretamos el ON y…

Hay varias teorías sobre la formación de la Tierra, pero la que parece tener más adeptos, y de la que hemos dado ya una ligera pincelada, es la de la acreción (agregación de materia a un cuerpo) heterogénea, es decir, toda la materia que al final conformó la Tierra provenía de la nebulosa primigenia, ya como materiales simples próximos al núcleo inicial de atracción gravitatoria o bien como cuerpos de gran volumen captados por la cada vez más grande masa que iba compactándose.  En definitiva: un planetesimal más dentro del conjunto de los que se iban formando en el incipiente sistema solar.

A lo largo de este proceso de acreción, la masa que se iba formando se fue calentando por el choque de los cuerpos que se unían al núcleo central y el calor de la desintegración de los elementos radiactivos que se iban captando, lo que hacía que se elevara considerablemente la temperatura del conjunto. Esta altísima temperatura hizo que comenzara a fundirse el hierro (lo que se conoce como gran acontecimiento térmico), ya que es menos refractario que los silicatos y tiene mayor densidad, comenzando a viajar por su gran peso hacia el interior, arrastrando al níquel. A lo largo de este viaje la presión producida por el peso de los materiales que iban quedando por encima incrementaba aún más la temperatura. Así fue que mientras aún se iba formando la Tierra, su núcleo comenzó a tener entidad propia. Según el geofísico de la Universidad de París Claude J. Allègre, eso sucedía probablemente hace unos 4.440 a 4.410 millones de años, cuando aún la radiación solar barría los volátiles de la incipiente atmósfera.

Mientras, los silicatos (que en la actualidad conforman el 95% de la corteza terrestre) quedaban en las capas exteriores formando el manto. Se supone que, a pesar de la intensidad energética del momento, estos silicatos nunca llegaron a un punto de fusión total y generalizada en toda la Prototierra, lo que hubiera formado un gran océano de magma. Si hubiera sido así se hubieran sedimentado según densidades, no habiéndose encontrado en la actualidad ninguna evidencia de este fenómeno.

En paralelo, el bombardeo de materia exterior seguía y, a medida que iban chocando más cuerpos atraídos por la Prototierra, éstos se iban fundiendo, adquiriendo sus componentes la dinámica general del conjunto.  Muchos de estos cuerpos serían los cometas impulsados por las fuerzas gravitatorias de Júpiter, los cuales aportaban al planeta Tierra agua y dióxido de carbono, e incluso alguna molécula orgánica. El calor era tremendo, y más tras cada uno de los tremendos choques, de forma que el agua que había condensado en protomares se evaporaba una y otra vez.

Un escenario realmente del Hades, como lo imaginó el artista en la imagen siguiente:

Mientras todo esto sucedía, los elementos gaseosos y más volátiles, dadas las altas temperaturas que existían, iban permeando las capas sólidas y saliendo al exterior. En realidad, en un principio la gravedad no era suficientemente grande como para que estos gases pudieran ser retenidos formando una atmósfera inicial. La Prototierra tuvo que esperar hasta tener un 40% de su masa actual para poder crear una primera atmósfera: aproximadamente con este tamaño fue capaz de retener el H₂O y a partir de aquí, a medida que iba creciendo, los gases y volátiles pesados. Los más ligeros, entre otros el H₂ restante o el He, fueron barridos por el viento solar. Se estaba generando la protoatmósfera terrestre.

Hay varias hipótesis sobre la composición de esta atmósfera primitiva. La más antigua consideraba que la abundancia inicial del hidrógeno conllevaría una atmósfera de carácter reductor, con abundancia de vapor de agua (H₂0), amoniaco (NH₃) y metano (CH₄), como así sucede en otros planetas. Sin embargo y dada la fuerte radiación solar de los primeros momentos estelares, actualmente se cree que la posible protoatmósfera descrita en el párrafo anterior pronto habría sido barrida en su totalidad hacia zonas más exteriores del sistema planetario. De hecho, según el estudio de las rocas más antiguas (3.900 millones de años), se piensa que su composición tenía que haber sido muy parecida a la actual, aunque sin oxígeno. En esta atmósfera, provocada en gran medida por las emisiones volcánicas, que tuvieron que ser semejantes a las actuales, dominarían el CO₂, el SO₂ y el H₂O, a los que se añadiría el agua de la evaporación de los océanos y el nitrógeno. Por tanto no tendría un carácter reductor, sino más bien neutro. Aunque, bien pensado, ¿pudo una atmósfera ser continuación de la otra?

Fuera como fuera no hay duda de que desde un cielo neblinoso y espeso, tétricamente iluminado, a través del cual apenas se podrían ver las estrellas, caía el infierno: el bombardeo seguía. Nunca se detuvo. Se cree también que cuando la Prototierra llegó al 60% de su tamaño tuvo lugar el episodio de formación de la Luna debido al choque de la entonces Tierra con otro cuerpo del tamaño de Marte, Theia, la mitológica madre de Selene. Este segundo cuerpo o bien se formó en el mismo disco de acreción de la Tierra o fue un cuerpo captado por la gravedad de la Prototierra. El hecho de que los materiales de la Tierra y la Luna sean muy parecidos hace pensar que lo que debió suceder con más probabilidad fue lo primero, cuando en uno de los puntos de Lagrange -puntos de equilibrio gravitatorio en un sistema con dos masas principales, en este caso el Sol y la Tierra- situado sobre la órbita de la Prototierra, fue concretándose un tercer cuerpo, Theia, que por alguna inestabilidad provocada al ir acumulando más y más materiales, llegó a precipitarse sobre su compañero de órbita.^[1]

La enorme energía del choque produjo una elevación de la temperatura, con fusión y expulsión de los materiales licuados y volátiles. Los primeros quedaron orbitando el cuerpo principal, creando una atmósfera de rocas vaporizadas alrededor del joven planeta, mientras que los volátiles quedaron expuestos a la dinámica de la atracción gravitatoria y de los vientos solares; la mayoría se perdieron en el espacio. Los sólidos fundidos en órbita sobre la Prototierra formaron un nuevo disco de acreción independiente y, por fin, la Luna. En este proceso, la Luna quedó con un mínimo de volátiles, tanto libres como embebidos en su masa sólida. De ahí, se supone, la inexistencia de una atmósfera en ella.

El bombardeo seguía, aunque cada vez más mitigado al irse agotando el material libre disponible. El núcleo se iba conformando. La protoatmósfera se iba recuperando tras el choque lunar a partir de los gases y volátiles que exudaba el manto residual de la tierra.

A pesar de todos los fenómenos catastróficos que eran habituales en aquella edad de la Prototierra, ésta se iba enfriando. Inicialmente se hallaba prácticamente fundida en su totalidad debido a la creciente presión interna de su propia gravedad, ya que iba acumulando más y más material que venía del espacio exterior, todo ello unido a las aportaciones de energía calorífica de choque que se generaba en su caída violenta sobre la superficie del planeta. Es lógico el pensar que los efectos del gran acontecimiento térmico que la había fundido en su totalidad se iban poco a poco atenuando, al compás de la propia atemperación de estas circunstancias debido al agotamiento progresivo de la “basura espacial”.

Las desintegraciones de los elementos radiactivos en el manto y las deformaciones plásticas de su masa producidas por el estira y afloja de las mareas solares y lunares apoyarían también el calentamiento. Cuando el reloj iba por los cien millones de años, el espectáculo debía ser tremendo, con la Luna dando una vuelta a la Tierra cada cinco días  y tres o cuatro veces más cerca de lo que lo hace ahora. Imaginemos qué tremendos tsunamis causaban las mareas. Sin embargo, también estas fuentes de energía iban menguando, al irse consumiendo los elementos radiactivos de menor vida media y al alejarse la Luna de la Tierra, ya que, desde su aparición, se veía continuamente frenada en su girar alrededor de su planeta agarrada por los anclajes de la inducción de mareas entre ambas.  Como dos niños que giran cogidos de las manos, cada uno conteniendo el giro del otro.

Por otro lado, la energía solar recibida iba en aumento, a pesar de que en aquella época era muy inferior a la actual, un 30% menos, puesto que, a medida que en el Sol se iba produciendo helio a partir de la fusión del hidrógeno primitivo, se iba incrementando su eficiencia energética. No obstante, este incremento no era suficiente para saldar los procesos de enfriamiento por las causas mencionadas en el párrafo anterior.

Como consecuencia de todo ello, la Tierra iba perdiendo temperatura. Su motor de cambios, aunque aún potentísimo, se iba atemperando.

El núcleo interno se solidificó quedando aún una parte líquida que lo rodeaba. El núcleo líquido tenía dos caraterísticas especiales. Era magnético, al estar constituido principalmente por hierro, y además estaba en movimiento, arrastrado por el giro del planeta  al que se superponían los inevitables flujos convectivos en un mundo líquido y caliente. El campo magnético producido por este movimiento de cargas interactuaba con el propio núcleo en movimiento, induciendo corrientes que reforzaban el campo magnético inicial. Este proceso continuó y continuará mientras no cese la rotación terrestre, manteniendo una magnetosfera protectora y decisiva para el desarrollo de la Vida en el planeta, ya que constituye un eficaz escudo contra las radiaciones solares y cósmicas.

Mientras, en el manto fundido (océano subterráneo de magma), que también se iba paulatinamente enfriando, se producían corrientes convectivas que transportaban material desde el fondo hacia la superficie. En aquellos puntos donde había una mayor fuente energética interna calentando el manto se producía una mayor corriente vertical de material, y por tanto una mayor aportación a la superficie del planeta. Esta acumulación de material teóricamente produciría un punto frío –menos caliente- en la superficie, lo que permitía que se fuera solidificando, apareciendo pequeños cratones de corteza (masas de tipo continental), posiblemente hace ya 4.400 millones de años, con una dinámica muy activa, ya que o bien recibían más materiales a través de procesos volcánicos, o flotarían y se subducirían otra vez en el manto magmático, o bien serían destruidos por el alcance de un cuerpo espacial exterior. En aquel momento la litosfera era sumamente cambiante y se cree que hace 4.200 millones de años ya se había formado una capa sólida recubierta por materiales que formaban su corteza.

La protoatmósfera también se iba enfriando. Era muy densa, mucho más que la actual; por eso su presión era bastante elevada, lo que permitió, a pesar de la alta temperatura, la condensación del agua y la aparición de la lluvia desde un momento muy temprano (hay diversas opiniones que se mueven entre los primeros 20 millones de años de la vida de la Tierra y hace 4.300 millones de años). Así se formaron los primeros protoocéanos, cálidos -entre 30º y 70ºC- dada la temperatura del manto y de la atmósfera; y aunque hay diversas opiniones sobre ello -que oscilan entre pH’s de 4 a 10- se supone que ligeramente ácidos por la disolución del CO₂ atmosférico -proceso por el cual este gas disminuyó en gran medida su presencia en la atmósfera- y con una salinidad mayor que en la actualidad.

A finales de este eón se produjo el bombardeo tardío^[2] que afectó a los planetas interiores del Sistema Solar, hace de 4.000 a 3.800 millones de años. Se piensa que este bombardeo fue el coletazo final de la transición entre la era inicial de formación de planetesimales y un escenario semejante al actual: el último arrastre efectuado por la gravedad de los planetas definitivos sobre la basura planetaria remanente en aquel momento. Otras teorías^[3] especulan sobre la posibilidad de que este episodio hubiera sido producido por migraciones de Júpiter y Saturno dentro del sistema solar que desestabilizaron al  Cinturón de Kuiper,^[4]  lo que hubiera llevado a multitud de cuerpos pequeños a caer a la órbita interna del Sistema Solar.

Este bombardeo tardío destruyó la mayor parte de las rocas primigenias. La corteza litosférica que vemos hoy, con algunas excepciones muy contadas, es bastante más joven que la edad de este período.

De hecho, en la actualidad no hay muchas evidencias de rocas de esta época. Los minerales más antiguos^[5] que se conocen tienen una antigüedad de aproximadamente 4.400 millones de años y se localizan en Australia. Se encuentran incrustados en otro tipo de rocas, distintas a las de su formación, tras un viaje geológico de subducción, cohabitación en el magma y vuelta a resurgir. Se tratan de circones (silicato de circonio, ZrSiO₄). Por lo que conocemos del proceso de generación de circones, necesariamente se debieron producir en aguas someras y templadas, de donde podemos imaginar que en un momento muy temprano de la vida de la Tierra ya había corteza litosférica y océanos templados.

Para encontrar rocas arcaicas hay que esperar a las que se formaron unos millones de años después, subproductos de la cocción en la chocolatera magmática que era la Tierra por aquellos años, recubierta de costras cambiantes. Los meteoritos caían por doquier, destruyendo lo poco sólido que se iba formando. Sin embargo, algo ha perdurado hasta nuestros días. Hasta hace poco las muestras más antiguas de rocas de este eón se encontraban en el noroeste de Canadá y tenían una edad de 4.030 millones de años. Se tratan de gneises, rocas de origen magmático sometidas a un proceso de metamorfosis muy rápido. Sin embargo hoy se conocen nuevos datos correspondientes a rocas situadas en el cinturón de Nuvvuagittuq, en la costa este de la bahía de Hudson, en Québec, datadas en 4.280 millones de años, cuando la Tierra apenas tenía 300 millones de años.

Como hemos comentado, habría que esperar a la finalización del episodio del bombardeo tardío para que la litosfera comenzara a estabilizarse. Inmediatamente tras el fin de este apocalipsis encontramos las formaciones rocosas más antiguas. Son rocas sedimentarias (confirmando la existencia de mares profundos en donde se acumularon los sedimentos) de hace 3.800 millones de años que se encuentran en Isua, Groenlandia, e incluyen ya formaciones de hierro bandeado, si bien la mayoría de estas últimas se producirán más tarde, entre 2.500 y 1.800 millones de años.

Las formaciones de hierro bandeado son rocas sedimentarias que contienen al menos un 15% de hierro en forma de óxidos y presentan una estructura formada por bandas, estando unas compuestas por el hierro, y las otras por sílex (SiO₂) descompuesto. Son consecuencia de un proceso lento y progresivo de oxidación del hierro disuelto en los mares ácidos del Hadeico bajo la acción del incipiente oxígeno de aquella época.^[6]

Sorprendentemente, al mismo tiempo que se estaba produciendo el bombardeo meteorítico masivo parece que surge la Vida. Dada la relación de los isótopos del carbono C¹²/C¹³ en las rocas de Isua, se especula con la posibilidad de que ya en su momento -3.800 millones de años- hubo vida. El C¹² es preferido por los organismos vivos al ser más ligero y, por tanto, exigir menos energía su manejo. Podría tratarse de organismos con un metabolismo qimiolitoautótrofo.^[7] Apoyaría la teoría el hecho de que los fósiles más antiguos conocidos (2017) se han encontrado en las rocas de Nuvvuagittuq Supracrustal Belt en Quebec, Canadá, datadas entre 3.770 y 4.280 millones de años antes de hoy.

En base a lo dicho en el párrafo anterior podemos conjeturar. La Tierra se engendró hace unos 4.570 millones de años, los primeros mares debieron aparecer, si hacemos caso a los zircones, hace 4.400 millones, y la primera evidencia de posible Vida es de hace unos 3.800 millones, o quizás anterior, según lo que nos cuentan las rocas de Isua. Como las formas de vida que conocemos necesitan sí o sí agua líquida, parece que se tuvo una ventana de unos 600 millones de años para probar y tener éxito. Todo ello tamizado por un ambiente totalmente inhóspito, con un vulcanismo intenso, un cielo cargado de bombas amenazantes, abundantes aguas termales, sin oxígeno y expuesto a letales radiaciones solares.

En 2015 surgió lo que puede ser una de las grandes sorpresas en el conocimiento de la Vida, ya que gracias a un estudio^[8] de circones detríticos procedentes de la región australiana de Jack Hills, datados en hace 4.100 millones de años, se ha podido detectar en su interior la existencia de inclusiones de grafito con una proporción entre isótopos de carbono C¹²/C¹³ coherente con la existencia de vida. Un paso atrás de ¡300 millones de años!

Hay incluso otras opiniones más extremas que estiman que la Vida pudo quizás aparecer con anterioridad, en una edad de la Tierra de pocas decenas de millones de años, lo cual es un tiempo muy reducido en comparación al que se había estimado anteriormente. De todas formas, da la impresión de que la Vida fue un suceso con una alta probabilidad.

A través de diversos estudios como el llevado a cabo por Gerald F. Joyce,^[9] se ha comprobado en el laboratorio cómo las moléculas, cuando forman una población de un sistema químico, presentan una clara tendencia dinámica de actuación entre ellas, de forma que siguen principios que creíamos patrimonio de la biología: competencia por la materia prima, mutación espontánea, selección según eficacia, colaboración rayando en la simbiosis,… ¿parece cómo si estos principios fueran una ley general que actúa en la naturaleza, haciendo indistinguible química y biología, que quedarían separadas solamente por su grado de complejidad?

En éste contexto lógicamente debemos pensar que antes de que se produjera el primer atisbo de Vida en la Tierra se debió organizar algo semejante, aunque extremadamente simple, en un mundo dirigido por la química no orgánica.  En el escenario al que se llegó se moverían múltiples moléculas cada vez más singulares, con unas interrelaciones entre ellas que progresivamente se irían haciendo más complejas, capaces de cambiar su estructura, transmitir estos cambios y retroalimentarse: es decir, un atisbo de metabolismo, replicación y herencia.

Hay que partir de que la probabilidad de que esto sucediera en un salto o en unos pocos saltos es menos que mínima. Pero si imaginamos el camino de la complejidad dividido en un sinfín de pasos infinitesimales encadenados, una especie de inapreciables saltitos progresivos en zigzag, la cadena completa, aún teniendo una baja probabilidad de ocurrencia, la tendrá mayor que el cambio en un salto. El truco está en que la selección natural juega con los dados marcados, que impiden muchos de los infinitos posibles caminos en zigzag entre las posiciones de inicio y final. La dificultad incluso se aminora si pensamos en que la baja probabilidad juega a lo largo de un periodo temporal muy alto, del orden de cientos de millones de años, y que no hubo solamente una pista de pruebas, sino quizás millones de ellas sobre todo el planeta.

Partimos también de que la unión entre moléculas, como comentaremos más tarde, es un hecho relativamente fácil, regulado por las leyes físicas y termodinámicas que controlan sus “existencias”, y que están en el Universo desde que existe, actuando sobre todo, guste o no guste. En una gran mayoría de las uniones químicas se necesita una energía de cebado para sintetizar moléculas complejas a partir de elementos o moléculas más simples. Y se necesita un lugar “confinado”, donde las concentraciones de sus disoluciones sean muy elevadas, para permitir el encuentro fácil entre moléculas que acabarán uniéndose. Sobre la Tierra primigenia podíamos encontrar las circunstancias adecuadas: piezas para ensamblarse, agua para diluir y facilitar su movimiento, energía para salvar las dificultades de un enlace si éste es el caso y emplazamiento adecuado para que todo suceda. Un poco como en la probeta del químico.

Entonces interviene el “azar” probabilístico, al que le llamaremos fuerza evolutiva. En el zigzag del cambio unas posiciones resultaban más ventajosas que otras. Pensando en que la química de entonces era exactamente igual a la de ahora no es difícil imaginar que los volúmenes poblacionales de los ladrillos de la Vida que se iban formando espontáneamente en la naturaleza, pasito a pasito, se iban acomodando en el escenario en base a sus intrínsecas condiciones de éxito: el que se sintetizaba con más rapidez se extendía más, copando así la materia prima que cada vez se iba haciendo más escasa en el mundo primigenio. Los primeros nuevos polímeros que consiguieron una adecuada estructura física tridimensional, en cuanto a forma geométrica y composición química, así como de reparto de cargas electromagnéticas que facilitasen su recombinación, tendrían más éxito en un mundo cada vez más carente de medios. Los polímeros que encontraron más rápidamente interrelaciones con otros que activaban mínimamente su velocidad de polimerización, o aquellos que iniciaron un camino con promesas de novedades, por fuerza tendrían que ser más exitosos en el entorno donde se encontraran, ya que tenían más “boletos” premiados en la carrera para copar el espacio “existencial”. Los polímeros que antes encontraron un indicio elemental de replicación, aún imperfecta, abrieron una nueva dimensión para colonizar el medio. Podemos decir, como sabemos hoy en día, que acababan de iniciar el camino necesario por el que poco a poco  iban a construir la biosfera.

Estos procesos y otros más pueden ser rastreados al estudiar los minisaltos en zigzag siguiendo un camino de ida y vuelta: Partiendo de la sólida base de las características comunes del metabolismo y reproducción-herencia que conocemos en los seres vivos actuales, en busca del antecesor común vivo más antiguo -el LUCA, “Last Universal Common Ancestor”, del que hablaremos más tarde- para, una vez llegado a él, rescribir un camino de vuelta, reconstruyendo de nuevo la película viendo cómo se abre progresivamente el abanico hasta la realidad de hoy.

Mucho se conoce de esta aventura y mucho se basa en hipótesis más o menos bien fundamentadas. Es muy difícil reconstruir la cadena, casi imposible, pero lo que sí será siempre cierto es que la curiosidad humana estará continuamente imaginando e intentando demostrar la veracidad de los posibles eslabones. Nos anima el hecho de pensar que, si fueron una realidad a pesar de su baja probabilidad, también contaremos con una mínima probabilidad de reproducir sus etapas en el laboratorio.

En los seres vivos contemporáneos, ya sean animales, plantas, hongos o bacterias, hay una serie de elementos biológicos que son comunes, a pesar de que aparentemente no tenemos nada que ver unos con otros. Es decir, elementos biológicos básicos que son comunes en la Vida. Conocemos también bastante bien, o al menos creemos que esto es así al sentirnos apoyados por las muy serias herramientas de la ciencia y la tecnología, cómo es la ramificación básica del árbol de la vida. Discutiremos sobre detalles… pero no sobre el fondo de la cuestión. De forma que todos estamos de acuerdo, por ejemplo, en que los seres eucariotas aparecieron con posterioridad a los procariotas, y que dentro de estos las eubacterias son anteriores a las arqueas, y por tanto forman lo que parece ser los organismos vivientes más antiguos de los que tenemos conocimiento. E inferimos que en aquellos eones iniciales las bacterias no debían ser muy diferentes a las actuales bacterias, ya que su forma de vivir ha demostrado ser una solución exitosa en un caldo medioambiental cambiante a lo largo de los últimos ¡¡3.800 millones de años!! Lo mismo podemos inferir, aunque a una escala temporal más corta, de otras parcelas de la Vida, como por ejemplo la existencia del huevo amniota que permitió a ciertos animales vivir sobre la tierra sólida y seca: una buena solución en su momento que aún mantiene su vigencia. Podemos pensar también que un “alguien ancestral” inventó el primer paso hacia el óvulo aislado y húmedo, alguien en cierto sentido con una bioquímica, en lo referente al huevo, no muy diferente a la de los actuales animales con los que comparte el singular invento.

Es decir, confiamos con una cierta garantía de certeza en que determinados aspectos básicos de la biología que son compartidos por diversos seres vivos ya eran propios de antecesores comunes. Y así encontraremos una serie de características, que de forma general son comunes en toda la biota actual, que provienen de un ancestro primigenio, y que como un testigo han pasado de mano en mano, de generación en generación, a través de los eones.

Todos los seres vivos compartimos la estructura del genoma: Un ADN-ARN formado por una cadena de pares de nucleótidos muy concretos. Compartimos también el mecanismo de replicación de estas cadenas, y compartimos el mismo código genético que permite traducir su información en cadenas de aminoácidos que forman las proteínas.

Todos vivimos en base a un software idéntico, el ADN, y un hardware basado en los mismos elementos: proteínas. El software está parcelado en genes, de distintos tipos y diversos cometidos, con diversas interrelaciones operativas entre ellos: tipos, cometidos, interrelaciones y operaciones compartidas casi hasta el detalle por todos los seres vivos. Los genes de la segmentación actúan de igual forma en todos los animales, e incluso se encuentran también en animales no segmentados. El hardware lo forman las proteínas, y las que son compartidas por organismos diferentes ejecutan en ellos prácticamente las mismas funciones. Los fosfolípidos de las células ejercen idénticas funciones en la constitución de sus membranas, sean las células que sean.

Las formas de conseguir la materia prima para que nuestros organismos perduren vivos son variadas, aunque en su mayoría representan la misma estructura de metabolismo. En cuanto a la forma de procesar esta materia prima, es en muchos casos muy semejante.

La energía necesaria para cebar el fuego de la vida y hacer que continúe se obtiene de forma variada, aunque con estrategias comunes muy concretas. Después de conseguida la energía desde el exterior, por regla general las bacterias la almacenan en forma de molécula ATP, el adenosín trifosfato, como las píldoras energéticas que su metabolismo irá usando según necesidades. Al igual que lo hace una vaca, o una secuoya. El procedimiento  de fabricación del ATP esta basado en un desequilibrio de protones entre ambos lados de una membrana celular, procedimiento que es general en todos los seres vivos. Incluso el primer paso de este proceso tan universal, antes de almacenar la energía en los enlaces del ATP, es utilizado directamente en el metabolismo de seres elementales.

La bioquímica de todas las formas vivas conocidas sobre la Tierra está basada en el carbono, y sólo en el carbono. Los oligoelementos constituyentes mayoritarios son los mismos en todos los organismos vivos, carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno… Las biomoléculas presentes son idénticas, azúcares, proteínas, ácidos grasos… El 90% de la materia celular está compuesta por unos pocos representantes de estas biomoléculas, escasamente cincuenta.

Así que, a lo largo de este viaje de inmersión en el tiempo y la química orgánica en la búsqueda del origen de la Vida, encontramos identidades ya a partir de los escalones más elementales. Ahí deben estar sus orígenes. Ahí debemos buscar. Ahí estarán las piezas fundamentales, ahí las “probetas” en donde se diluyen y encuentran, ahí donde la energía se aprovecha, ahí es donde están las estructuras que se ven empujadas por las fuerzas evolutivas, donde se ubican las plantillas en las que se ajustan y replican, donde al final encuentran la autosuficiencia necesaria para mantener el motor individual y de especie en marcha, en plena libertad.

¡¿A qué esperamos para iniciar la búsqueda?!

En la próxima entrada veremos las bases teóricas, algunas de ellas muy simples y conocidas, en las que se anclan los inicios de las moléculas orgánicas.

1. Para saber un poco más sobre los puntos de Lagrange os animo a leer esta entrada del blog hermano El Tamiz, o esta otra que habla de las inestabilidades. [↩]
2. Una vez más os llevo a una entrada del blog El Tamiz para ampliar lo que sea eso del bombardeo tardío. [↩]
3. Recogidas en este artículo del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, España. [↩]
4. El cinturón de Kuiper es un disco circunestelar que orbita alrededor del Sol a una distancia de entre 30 y 55  veces la distancia entre el Sol y la Tierra. El objeto mayor conocido que orbita en este cinturón es el planeta enano Plutón. [↩]
5. Podéis ver más al respecto en este artículo publicado en la revista Nature de julio de 2013. [↩]
6. En esos momentos el mar era caliente y disolvía muy bien el CO₂ que le venía de las emisiones volcánicas o desde la superficie en contacto con el de la atmósfera. La consecuencia es que sus aguas eran ácidas y por tanto disolvían muy bien los iones. Cosa que sucedía con el hierro que expelían las emisiones volcánicas submarinas. Pero la escasez de oxígeno hacía que esos iones de hierro disueltos no se oxidasen formando sales ferrosas. Esa es la teoría. Pero la realidad es que existía el hierro bandeado para contradecirla. Sabemos que las formaciones de hierro bandeado son de origen sedimentario, por lo que podemos pensar que las emanaciones volcánicas submarinas con hierro llegaría a mares someros en donde hubiera oxígeno. No sería de origen atmosférico pues en aquel momento había muy poco. El oxígeno provendría de bacterias fotosintéticas que se aposentaban sobre los sedimentos de hierro que le cedieron el oxígeno que segregaban. [↩]
7. Veremos en la entrada 08 futura qué es lo que significa esto. [↩]
8. Que se publicó en la revista PNAS de septiembre de 2015. [↩]
9. Publicado también en la revista PNAS de marzo de 2009. [↩]