¿Origen de la vida en tierra firme?
Se proponen las charcas hidrotermales en tierra firme como los lugares más propicios para el origen de la vida en este planeta.
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Siempre se ha creído que la vida surgió en el mar hace unos 3800 millones de años. Aunque este evento está sometido a mucha especulación y de vez en cuando se propone algún escenario, mineral o método que supuestamente facilitó esa aparición. Recientemente se ha propuesto que las fuentes hidrotermales del océano jugaron un papel importante. Allí habría un ambiente químico interesante a salvo de los nocivos rayos ultravioleta.
El caso es que creemos que el mar es tan importante para la aparición de vida que incluso cuando se trata de buscar vida en otros mundos buscamos océanos en esos planetas. Sin embargo, esta hipótesis tiene un problema según Armen Mulkidjanian de la Universidad de Osnabrück en Alemania, pues la hipótesis del océano tiene el problema de la sal. El citoplasma de las células contiene muchos más iones de potasio que de sodio, mientras que el agua del mar es mucho más rica en sodio que en potasio. Se supone (y esto es otra hipótesis) que el citoplasma celular actual sería un reflejo del medio en el que se formó la primera célula.
Después de un extenso estudio de campo este investigador dice haber encontrado en Rusia unos charcos que se forman a partir de la condensación de vapor hidrotermal con el adecuado contenido de iones de sodio y potasio. Según Mulkidjanian la vida pudo originarse en tierra firme en charcos o lagunas similares de agua dulce en lugar de en el mar. Las charcas geotermales son los únicos lugares en donde se tendría potasio, zinc, magnesio y fosfato en suficiente cantidad y proporción como para formar aminoácidos y otros compuestos orgánicos, pero sin que estén en exceso. El agua termal disuelve los minerales de las rocas por los que pasa y libera este tipo de elementos, iones y compuestos en un proceso ya bien estudiado.
Además, la baja concentraciones de sales de un charco de agua dulce en tierra firme facilitaría la formación de las primeras protomembranas a partir de los ácidos grasos que se sintetizaran.
Esto resolvería otro misterio. Los nucleótidos que forman el ADN y ARN son sorprendentemente estables bajo la luz ultravioleta (aunque el ADN en sí no lo sea), lo que sugeriría que se formaron en un ambiente en donde había luz UV, como la tierra firme de la época, cuando no había capa de ozono en la atmósfera.
Los críticos de la idea apunta a que puede suceder que la vida se formara el océano y que luego las primeras células aprendieran a bombear fuera los iones de sodio, tal y como hacen muchos microorganismos actuales. Otros críticos simplemente dicen que la idea es absurda.
Pero Paul Knauth, de Arizona State University, también cree que la vida pudo originarse en un charco en tierra firme en lugar de en el mar. El análisis isotópico que ha realizado revela que la Tierra en esa época tenía una temperatura superficial entre 50 y 80 grados centígrados que habría convertido los océanos en masas de salmuera en donde habría sido muy difícil que apareciera la vida. Por eso propone un origen no marino para la vida.
Martin Brasier de la Universidad de Oxford es también de la misma opinión y cree que la vida pudo originarse fuera del océano. Este otro investigador ha encontrado lo que parecen fósiles de bacterias de 3430 millones de años en rocas que no tienen origen marino profundo, sino que se formaron sobre una playa. Sin embargo, cree que Mulkidjanian está equivocado en los detalles. Brasier es más bien de la opinión de que la vida pudo surgir en las costas o en lagunas saladas en lugar de sitios hidrotermales como el encontrado por Mulkidjanian en Rusia.
Quizás, como se ha propuesto, se necesiten rocas y minerales para que se tengan elementos y compuestos necesarios para el origen de la vida y que esto sólo se pueda encontrar en las rocas continentales. Esto apoya la hipótesis del origen de la vida en tierra firme. Pero si esto es cierto tendría implicaciones para la búsqueda de vida fuera de la Tierra. Sitios como Europa, Encelado o Titán serían lugares aún menos propicios para la vida por su ausencia de rocas. Pero incluso otros puntos azul pálidos en otros sistemas tampoco tendrían que necesariamente contener vida.
La hipótesis del charco como origen de la vida ya la enunció Charles Darwin en su día. En una carta de 1871 a Joseph Hooker escribía: «Pero si podemos concebir un charco templado con algo de amoniaco en donde hubiera sales de fósforo, luz, calor, etc, ese compuesto proteico fue formado químicamente, listo para sufrir todavía más cambios complejos…”
Puede que al final Darwin tuviera razón incluso en este aspecto de poner el origen de la vida en una charca de agua templada. Pero, obviamente, hace falta investigar más este y otros escenarios para el origen de la vida. Lo más importante no es saber cómo realmente apareció (cosa que probablemente nunca lleguemos a saber), sino dar con teorías plausibles que nos digan cómo pudo surgir la vida.
Como todos los temas que hablan de nuestro origen, el tema de la aparición de la vida en la Tierra no está exento de polémica, pero es la vez apasionante.
Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3750
Fuentes y referencias:
NewScientist.
Artículo original.
28 Comentarios
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jueves 23 febrero, 2012 @ 10:12 am
Pues creo recordar que, cuando yo muchacho, tuve noticia de que el tal Oparín, -a partir de experiencias hechas en laboratorio, con metano, agua y amoniaco, más descargas eléctricas que simulaban rayos y centellas- obtuvo aminoácidos y supuso que esto habría sucedido en charcas de «sopa primordial». Pero, como dice el artículo, Darwin ya lo presintió. Es decir que lo de las charcas es más antiguo que yo. Pero claro, se ha avanzado algo desde entonces y se proponen nuevos y más afinados mecanismos.
Sobre el tema de los océanos, creo que su agua inicial era mucho menos salada que la actual.
jueves 23 febrero, 2012 @ 4:05 pm
Yo tenia entendido que el agua de mar es salada por los millones de años que los rios han depositado ahi las sales que erocionan de las rocas en tierra firme.
Entonces ¿no deberia ser esto motivo suficiente como para que el agua de los oceanos primitivos tuviera una concentracion pobre en sodio?
Y ¿no seria esta la razon de la compoicion celular en vez de decir que se halla formado en tierra firme?
jueves 23 febrero, 2012 @ 4:40 pm
Pues creo que tiene lógica que haya especulación con la fecha de origen de la vida en este planeta: el problema es que tenemos estromatolitos datados hace 3500 millones de años, lo cual nos pone en escena seres como las cianobacterias que tienen ya un alto grado de complejidad a tan solo 300 millones de años del comienzo de la vida misma…
Y aquí lanzo mi pregunta porque a mi no me cuadra en absoluto:¿no os parece demasiado poco tiempo para pasar de una sopa de minerales, con algo de metano, amoniaco a un organismo tan complejo como una cianobacteria?
Y si situamos el origen de la vida en fechas anteriores nos encontramos con el problema del calor…supongo que aún no podemos descartar la panspermia como explicación posible.
Saludos/abrazos
viernes 24 febrero, 2012 @ 12:43 am
Miguel Angel, es que a nivel molecular la vida hace «pum» y aparece, y ya no se cambia prácticamente nada más. Toda la maquinaria molecular es probablemente la misma que hace 3,8 millardos de años. Han cambiado las formas de organizarse los envases, y a su vez, los envases mismos, como estructuras emergentes, que han venido a tener que decir algo. Pero efectivamente, a nivel molecular no tenemos el más mínimo indicio de que haya habido ningún cambio sustancial a lo largo de la evolución conocida, a lo sumo, una regresión y pérdida de rutas metabólicas.
Como lo cierto es que tampoco tenemos la más puta idea, y no hacemos más que dar ni-palos-de-ciego, tampoco es para agobiarse. Es evidente que nos faltan muchísimos datos para siquiera tener un mínimo cuadro del puzzle.
viernes 24 febrero, 2012 @ 12:44 am
Miguel Angel, es que a nivel molecular la vida hace «pum» y aparece, y ya no se cambia prácticamente nada más. Toda la maquinaria molecular es probablemente la misma que hace 3,8 millardos de años. Han cambiado las formas de organizarse los envases, y a su vez, los envases mismos, como estructuras emergentes, que han venido a tener que decir algo. Pero efectivamente, a nivel molecular no tenemos el más mínimo indicio de que haya habido ningún cambio sustancial a lo largo de la evolución conocida, a lo sumo, una regresión y pérdida de rutas metabólicas.
Como lo cierto es que tampoco tenemos la más p-idea, y no hacemos más que dar ni-palos-de-ciego, tampoco es para agobiarse. Es evidente que nos faltan muchísimos datos para siquiera tener un mínimo cuadro del puzzle.
viernes 24 febrero, 2012 @ 9:33 am
Estimados ambos:
Imagino que todos tenemos una parte de razón. Es seguro, JavierL, que el agua de los océanos haya ido haciéndose más salada conforme los ríos han aportado sales disueltas que, al evaporarse el agua, se quedaban en los mares. Pero también es posible que el agua que acompaña a las erupciones volcánicas, lleve muchas sales disueltas. Pero no sé nada de la que pudieran aportar los cometas. Creo que son las tres fuentes posibles y no creo que haya ninguna más ni que podamos hallarla.
Respecto a la poquedad de 300 Ma, no estimo que sea tan breve, porque pienso que, una vez dados los compuestos imprescindibles y las condiciones, hubo de ser algo casi instantáneo y quizá sucedió como con los priónes que, formado uno, influye en que los vecinos se plieguen como él. Y ya sabemos que las «sopas» conseguidas por los distintos biólogos que se han ocupado de esto se han formado en horas o días.
Son supositorios.
viernes 24 febrero, 2012 @ 10:11 am
Estimado Neo:
Mi comentario está dirigido a JavierL y Miguel Angel. Pero «R. G. y S. J. D.» -para abreviar- me han adelantado por la izquierda y por duplicado. Eso no tiene importancia, pero mi pregunta es: ¿como puede ser su hora posterior a la mía? ¿Es hora local de alguien en el meridiano 45ºE?
viernes 24 febrero, 2012 @ 12:22 pm
Muchas gracias por tu respuesta tomas,
Pero si el agua de los volcanes tuviera sales debemos recordar que el planeta inicialmente tenia temperaturas muy altas, y el agua estaba como vapor de agua, cuando se enfrio la tierra y llovio disminuyo tambien la actividad volcanica, el agua de mar debio salarse con los rios, es la teoria que mas sentido le veo.
Precisamente por eso creo que ahi se puede tener la razón de las pocas sales dentro de la célula! No creo que se haya formado la vida en tierra firme, me parece mas sensato pensar en las dorsales oceánicas!!
Si bien los nucleotidos En si no darían origen a la vida como la conocemos, necesitamos ADN o ARN y estos no son resistentes a los rayos ultravioletas.
Un saludo
viernes 24 febrero, 2012 @ 4:19 pm
Estimado Tomás:
Los comentarios de Richard Gould & Stephen Jay Dawkins son anteriores a los suyos, pero estaban en modo moderación hasta que fueron publicados manualmente. De ahí que no los viera cuando escribió el suyo.
viernes 24 febrero, 2012 @ 5:15 pm
Interesante trabajo, pero se me ocurre un inconveniente.
Las charcas, aunque sean de origen geotérmico, parecen muy inestables. Los flujos y temperaturas del agua termal varían mucho, pueden secarse fácilmente o multiplicar la concentración de sales a niveles letales; a medio plazo todas lo hacen. Pero lo peor es que están aisladas; aunque la vida pueda salir aguas abajo llegará al mar, no a otra charca similar donde pueda persistir. De manera que la probabilidad de esa hipótesis me parece mucho menor que el origen marino, en un medio estable a largo plazo e interconectado. Y, como bien se ha diho, la salinidad hace 3.000n. de años pudo ser muy distinta y menor que la actual.
viernes 24 febrero, 2012 @ 6:08 pm
Estimados Richard Gould&Stephen Jay Dawkins y tomás:
Agradezco vuestras respuestas, pero eso de que la vida aparezca de modo «casi instantáneo» como dice tomás o «pum» como dice Richard Gould, exige un enorme esfuerzo imaginativo.
Cuesta mucho imaginarse como se puede generar no ya una ciano bacteria sino un simple virus a partir de compuestos inorgánicos y orgánicos muy simples.
Si hablamos ya de una cianobacteria, las hay que tienen millones de pares de bases en su material genético y encima cuentan con estructuras complejas como algún tipo de clorofila para realizar la fotosíntesis o estructuras como los ribosomas, que siguen constituyendo un reto (por su complejidad) para los que intentan construir células sintéticas en un laboratorio, naturalmente si hay ribosomas tiene que haber un ARN de transferancia además del ARN que pueda tener como material genético,también tienen cianoficina, glucógeno, ficobilisomas…
Así que muy complicado, incluso proponiendo el origen de la vida hace 4400 millones de años en caso extremo, dar una explicación para toda esa complejidad que aparece tan deprisa.
Po otra parte, se me ocurre que toda esa inmediatez les gustar a los creacionistas, especialmente si la explicación lleva la palabra «pum».
Saludos/abrazos
viernes 24 febrero, 2012 @ 7:40 pm
Otra especulación que anda por ahí sobre el origen de la vida, habla de que este podría hallarse en las gigantescas nubes interestelares de gas .Y si mal no recuerdo es el argumento de la novela de ciencia-ficción(de la buena) de Fred Hoyle «Black Cloud».
viernes 24 febrero, 2012 @ 10:50 pm
Aquí podemos ver al profesor Garrison dándonos una versión muy particular de la teoría de la evolución:
http://www.youtube.com/watch?v=nqrQB4OqnLQ
Lo bueno es que si cambiamos «submortales» (me frena el filtro) por «mutantes», lo que dice es mas o menos cierto.
Y aquí otra versión de «Padre de familia» sobre el origen del Universo y la propia evolución:
http://www.youtube.com/watch?v=H60_yfy6phc
Saludos y abrazos mutantes.
sábado 25 febrero, 2012 @ 8:53 am
Te aseguro, Miguel Angel que coincidir o no con creacionistas me tiene completamente sin cuidado. Si dicen algo coherente, ignoraré su origen y apreciaré en lo que valga su aportación; lo mismo que si un científico dice una tontería; no por partir de él, dejará de serlo.
La realidad es que no podemos hacer mas que especulaciones sobre el origen de la vida. El día que se consiga crear una célula en el laboratorio sabremos un poco más. Y a seguir especulando, aunque con más conocimientos.
Pero la vida es una propiedad emergente, es decir, no reducible a las propiedades de sus constituyentes y, a partir de un nivel de complejidad, se da; por eso creo que la cuestión está en alcanzar ese nivel y no en el tiempo. Pudo tardarse mucho en la contingencia de reunir el mínimo necesario, pero una vez logrado el salto hubo de ser muy rápido. Claro que es sólo una opinión.
Saludos cordiales.
sábado 25 febrero, 2012 @ 8:57 am
Estimado JavierL: Las razones de tu 8 son muy dignas de tenerse en cuenta.
Un saludo muy cordial.
sábado 25 febrero, 2012 @ 12:03 pm
Miguel Angel, la expresión «pum» quiere decir que no existe (o las pruebas no parecen apuntar en esa dirección) una construcción lenta y progresiva, sino explosiva y súbita, hablando en su escala, claro. La vida aparece, en lo referente a rutas metabólicas (no a seres vivos terminados) en un período entre 4400 y 3700 millones de años, eso es muy poco tiempo, sobre todo porque sospechamos que en realidad ha sido más breve aún que eso, y lo más importante, una vez formadas todas esas bases bioquímicas, no han cambiado prácticamente nada, a lo sumo, se ha disminuido la diversidad de las mismas.
Con los seres vivos en sí mismos, igual. Los seres pluricelulares parecen aparecer también con una «brevedad» pasmosa, y la especialización de seres multicelulares (en tejidos) también parece ser de un súbito que asombra. Ya en vegetales o animales, la explosión de formas (del Cámbrico, por ejemplo) es también de una brevedad que asusta, y desde entonces no ha habido ninguna innovación, al contrario, todo parece apuntar a una poda salvaje de posibilidades en beneficio (aleatorio) de algunas de ellas. El caso archiconocido de Burgess Shale, o la fauna (si es que es fauna) tomotiense.
Realmente las cosas parecen ser así. Los planetas se forman en un período muy breve y luego están ahí durante un tiempo muy superior. Se nos ha metido en la cabeza que la vida tiene que formarse de una manera «sin prisa pero sin pausa» pero claramente no tenemos aboslutamente ningún indicio que apuntale eso.
Como dije antes, es que no tenemos ni p-idea. Ni siquiera nos es fácil despojarnos de nuestros prejuicios culturales.
domingo 26 febrero, 2012 @ 2:15 am
Muchas gracias estimado tomas,
El origen de la vida siempre me ha parecido similar al big bang, nuestro modelos y teorías describen todo bastante bien hasta los momentos justos en que todo comienza. Y no creo que esto cambie hasta que podamos analizar planetas donde recién haya surgido vida, pero con lo difícil del viaje espacial…
Es difícil hablar de evolución antes de la vida, sin embargo ?como se puede llamar al comportamiento adaptativo de los priones?,
Seguramente la vida surgió de golpe, en un momento dado (pum), pero antes de ese momento tuvo que haber un proceso largo, desarrollándose compuestos orgánicos, proteínas, nucleotidos, puede que incluso membranas celulares, y ya estando todo lo necesario en el lugar correcto estuvo ese «pum».
Un saludo Cordial a todos, sus comentarios han sido muy buenos, es eso lo que adoro de esta página, espero que neo nunca cambie el filtro
martes 28 febrero, 2012 @ 12:45 am
El problema es que no hay restos, pruebas, fósiles o cualquier cosa sobre el origen de la vida. Sabemos cuándo más o menos se dio, pero nada más. Lo demás son sólo especulaciones por muy razonables que sean.
Un teoría al respecto basada en experimentos actuales nos dice cómo pudo ser el origen de la vida, no cómo fue.
Incluso tenemos más datos del Big Bang que del origen de la vida.
Un experimento interesante:
Se escoge un planeta con agua líquida pero sin vida, se le inocula con vida terrestre y se espera unos millones de años para ver qué pasa. Incluso se puede colocar ya en él vida compleja en distintos continentes aislados, si se se ha generado oxígeno, para hacerlo aún más interesante. Obviamente no hay manera de llevarlo a la práctica y de rodear su sistema de un escudo temporal que impida que nos aburramos en la espera.
martes 28 febrero, 2012 @ 8:33 am
Estimado Neo
Lo que si estamos en condiciones de hacer son simulaciones virtuales, cada vez mas complejas y aproximadas a la realidad a medida que nuestros ordenadores vayan aumentando sus capacidades y velocidades. Creo haber leido hace tiempo que se estabam haciendo simulaciones en este campo, aunque muy básicas
martes 28 febrero, 2012 @ 12:22 pm
Los peces actuales o actinopterigios, que incluyen desde esturiones hasta los peces típicos como sardinas o truchas (teleósteos), se originaron en agua dulce y luego poblaron los mares. Así que lo mismo pudo ocurrir con las primeras células.
miércoles 29 febrero, 2012 @ 9:09 am
Estimado daniel: Aunque hay varias clases más de peces actuales, te agradezco el dato que no conocía de que los Actinopterigios se hubieran originado en aguas dulces. Y, en efecto, puede que las primeras células se originasen en tierra firme. Pero tu argumento no es más fuerte que decir que los antecesores mamíferos de los cetáceos fuesen animales terrestres, lo que no no prueba nada. Pero bueno, es un símil. El contrario sería que los antecesores de los tetrápodos fueron peces de la misma clase que los pulmonados, lo que tampoco prueba que la vida comenzase en el mar. Ambas cosas son posibles. Simplemente, pudo ser, pero no lo sabemos.
miércoles 29 febrero, 2012 @ 9:45 am
Estimado tomás:
Tienes razón en que hay varias clases más de peces actuales. No quería poner una lista de los peces, desde los ostracodermos, agnatos, gnatostomados, condrictios, osteictios, placodermos, crosopterigios, dipnoos, actinopterigios, teleósteos, holósteos, condrósteos, elasmobranquios, holocéfalos, cefalaspidomorfos, mixines, desde el ordovíco hasta hoy. Con «peces actuales» me refería, no muy acertadamente, a los típicos peces que encontramos en la pescadería, excepto rayas, tiburones, quimeras, lampreas y mixines. Bueno, pues todos esos peces que hay en el mar (excepto los mencionados y el celacanto) se originaron en agua dulce.
jueves 1 marzo, 2012 @ 11:27 am
Estimado daniel:
Mi interés está más bien en lo impropio del argumento en el sentido de que es una mera analogía, tan poco válida como la que yo te expongo de que los antecesores de los cetáceos fuesen mamíferos de tierra. Ni uno ni otro dicen nada del origen de la vida.
Respecto a la lección de taxonomía con la que ne abrumas, te reprocho redundancias, pues «Ostracodermos» ya incluyen «Agnatos» y, para no extenderme, los «Actinosterigios» de tu primer comentario, pertenecen a los «Gnatostomados» que ya citas.
De todas formas vuelvo a agradecerte la noticia de ese origen en aguas dulces y te estaría muy reconocido por documentación sobre el tema pues siempre había creído que, o bien no se sabía o estaba en el mar su inicio.
Un afectuoso saludo.
jueves 1 marzo, 2012 @ 3:12 pm
Estimado tomás:
Aquí tienes unos enlaces a lo que me pides. No creo que te sea difícil encontrar muchos otros en la red:
http://limnology.wisc.edu/courses/zoo510/2009/moyle_ch13.pdf
http://whyevolutionistrue.wordpress.com/2012/02/16/nearly-all-marine-fish-came-from-freshwater-ancestors/
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2012/02/02/rspb.2012.0075
En cualquier libro de Zoología lo puedes encontrar, por ejemplo el Hickman.
Estoy de acuerdo en que no prueba nada sobre el origen terrestre de las primeras células, ya que hablamos de cosas distintas.
viernes 2 marzo, 2012 @ 10:11 am
Muchas gracias, estimado daniel:
Lo que pasa es que prácticamente sólo utilizo el ordenador para nuestro extraordinario Neofronteras, del que todos vosotros formáis parte, y para mis escritos. Formo parte de esa generación que no domina esta -sin duda fabulosa- herramienta. Incluso antes era capaz de manejar la hoja de cálculo y ya lo he olvidado. Muchas veces he de pedir consejo a mis nietos que, por cierto, cada vez que me arreglan algo porque haya tocado una tecla indebida p. ej., me estropean todo lo demás.
Otra vez gracias.
viernes 2 marzo, 2012 @ 10:42 am
Estimado daniel:
Otra vez gracias por los enlaces. Dan explicaciones muy razonables, similares a que la mayor diversidad entre humanos de da en África, lo que coincide con su origen en ese continente.
Un saludo muy cordial.
viernes 2 marzo, 2012 @ 11:27 am
Muy importante lo que comenta tomás en su corto 26: la mayor diversidad genética entre humanos la encontramos en África.
Por eso carece de fundamento hacer afirmaciones del tipo «los negros son muy buenos atletas» o «los negros bailan muy bien», ya que entre dos razas negras podemos encontrar mas diferencias que entre un europeo y un asiático, por ejemplo. Y recordemos que las diferencias no sin siempre visibles.
La Ciencia nos sirve para desmontar las ideas y tópicos de ocrte racista. Al final que unas razas se hayan impuesto a otras tiene muchísimo mas que ver con el conjunto de casualidades o contigencias que con cualquier otra cosa.
Un gran abrazo para tomás, por combatir las ideas (racismo) con la evidencia
viernes 2 marzo, 2012 @ 6:10 pm
Estomado tomás:
No hay de que darlas, internet debe servir para difundir el conocimiento, pienso yo, cada uno tiene algo que aportar.