Los tropezones de la sopa
El modelo de la sopa primordial sin duda domina la bibliografía biológica, y
a veces se presenta como única teoría actual para el origen de la vida.
Como iremos viendo, hay otras posibilidades, incluso radicalmente
opuestas a la visión de Oparin-Haldane. Muchas veces la imaginación de
los científicos ha sido estimulada por los obstáculos insalvables con que se
ha ido encontrando la hipótesis de una sopa, que algunos dicen que jamás
existió. En este apartado analizamos alguno de estos problemas.
Una controversia es la relacionada con la acumulación de los
compuestos orgánicos en los mares primitivos. Durante la síntesis
prebiótica de materia orgánica -o si ésta viniese del espacio exterior-
¿realmente se llenarían los océanos primitivos de estos materiales? ¿se
llegaría a formar la famosa sopa primordial? Es extraordinariamente difícil
hacer ese tipo de cálculos. Sin embargo, Miller ha estimado que se podría
haber alcanzado, en condiciones óptimas de síntesis orgánica, una
concentración de aminoácidos de 0,3 mM y de adenina de 0,15 µM. Es
decir, una sopa relativamente concentrada. Esta visión optimista se
contrapone con la de aquellos que defienden que nunca se habría llegado
a acumular materia orgánica en disolución, teniendo en cuenta que los
mismos factores ambientales que favorecerían su síntesis también la
destruirían.
Diversos autores han señalado que en la bibliografía biológica los
experimentos de simulación de síntesis prebióticas se han generalizado y
extrapolado más allá de lo que realmente significan. Sirva de ejemplo la
referencia que se hace de los experimentos de simulación en la última
edición (1993) de los Principios de Bioquímica de A. L. Lehninger (el
subrayado es mío):
Los experimentos de laboratorio sobre la formación espontánea de
biomoléculas en condiciones prebióticas han demostrado que muchos
de los componentes químicos de las células vivas, incluyendo
proteínas y RNA, pueden formarse en estas condiciones.
Como hemos visto antes, no se han obtenido todas las biomoléculas
presentes en la materia viva ni mucho menos moléculas tan complejas
como el RNA. En su libro Origins (1986) R. Shapiro, de la Universidad de
New York, ha señalado que el experimento de Miller-Urey no es una
demostración de la validez de la totalidad de las ideas de Oparin, tal y
como se proclama en algunos libros de texto. La realidad es que sólo se
intentaba simular el segundo de los cuatro puntos que citamos
anteriormente. La esencia de la hipótesis de Oparin es que en la Tierra
primitiva la atmósfera era reductora. Y éste es el germen del experimento
de Miller-Urey. El argumento de Urey a favor de una atmósfera reductora
se basaba en la abundancia cósmica del hidrógeno y en la posible
composición de la nébula solar que originó los planetas. Propuso que la
atmósfera de los planetas internos sería parecida a la de Júpiter. Como
hemos visto en el capítulo anterior, las teorías que prevalecen sobre la
formación del sistema solar y el conocimiento más detallado de la química
atmosférica nos indican que las atmósferas de los planetas internos hace
4,0 Ga no contenían gases en estado reducido. Desde el punto de vista
redox serían unas atmósferas más bien neutras, ricas en vapor de agua,
nitrógeno y dióxido de carbono. Así que la atmósfera primaria reducida
derivada de la nébula solar habría sido sustituida por una atmósfera
secundaria neutra de origen volcánico. Las contradicciones entre las
premisas de la teoría de la sopa primordial y los conocimientos de la
geoquímica ya fueron señaladas en 1966 por P. H. Abelson de la
Institución Carnegie de Washington.
Esto pone en un aprieto a casi todos los esquemas de reacción de la
química orgánica prebiótica ya que en condiciones no reductoras -es decir,
si se elimina el hidrógeno y se sustituye amoníaco por nitrógeno y metano
por dióxido o monóxido de carbono- los rendimientos, cualitativos y
cuantitativos, de la síntesis orgánica caen en picado. Los que defienden un
origen extraterrestre de la materia orgánica calculan que en una atmósfera
no reductora la síntesis neta de materia orgánica es mil veces menor que si
es reductora y, entonces, el aporte por objetos extraterrestres se convierte
en la fuente dominante de compuestos orgánicos prebióticos.
Centrémonos por un momento en los resultados del experimento de MiIlerUrey.
La sustancia más abundante que se obtuvo al someter a descargas
eléctricas la mezcla de metano, hidrógeno, amoníaco y vapor de agua fue
el ácido fórmico (4 por ciento del C inicial en forma de metano) seguido de
glicina (2,1 por ciento), ácido glicólico (1,9 por ciento), alanina (1,7 por
ciento) y ácido láctico (1,6 por ciento). El resto eran sustancias como los
ácidos succínico, glutámico y aspártico y otros doce compuestos de una
relevancia biológica muy discutible, en proporciones menores al 0,8 por
ciento. Existe una coincidencia extraordinaria con la composición de la
materia orgánica presente en el meteorito que cayó en Murchison
(Australia) en 1969. Se trata de una condrita carbonácea con un 2,5 por
ciento de materia orgánica y que ha sido sometida a extensivos y
concienzudos análisis químicos. Por tanto, parece razonable concluir que
el experimento de Miller-Urey simula mejor los procesos de síntesis
orgánica que están ocurriendo durante la formación de los meteoritos que
los que podrían haber tenido lugar en una atmósfera primitiva no reductora.
Quizás el ambiente de la Tierra primitiva fue idóneo para una aparición
rápida, en términos geológicos, de la vida pero no para la síntesis abiótica
y acumulación del material orgánico que algunos suponen que es un
requisito indispensable para el origen de la vida. Pero, ¿lo es realmente?
De la reinterpretación...
Algunos autores han reinterpretado los resultados de los experimentos de
simulación de forma radical. C. Matthews, de la Universidad de Chicago,
ha propuesto que los polímeros de cianuro de hidrógeno, presentes en el
espacio interestelar y también en el componente no analizado del
experimento de Miller-Urey, serían el origen de los aminoácidos.
Experimentalmente, si se mezcla metano y amoníaco -sin agua- en un
aparato similar al que usó Miller, después de las descargas eléctricas se
obtiene un sólido pegajoso y marrón que en contacto con el agua da como
mínimo seis aminoácidos proteicos -sobre todo glicina, pero también
alanina, ácidos aspártico y glutámico, serina y valina- así como otros
aminoácidos no proteicos. Hay otros diseños experimentales, todavía más
simples o que incluyen agua, que llevan a la misma conclusión: los
polímeros pudieron preceder a los monómeros. Matthews propone que los
productos primarios del experimento de Miller-Urey no serían los αaminoácidos
sino los polímeros de cianuro de hidrógeno.
