EL ORIGEN de LA VIDA de Alexander Ivanovich Oparin (Resumen)

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Características del libro: Editorial: Akal editor, 1979. Akal bolsillo. I.S.B.N.: 84-7339-420-8 Autor: Alexander Ivanovich Oparin. Versión: versión al español de esta obra basada en la traducción utilizada por Ediciones en Lenguas extranjeras, Moscú, 1955, que constituye la única versión expresamente autorizada por Mezhdunarodnaia Kniga. A continuación expondré un no tan breve resumen, como pequeño grano de arena en el concepto de la integración de la vida como estado evolutivo de la materia en el cosmos.

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En este primer capítulo, Oparin explica la evolución de las ideas religiosas del hombre en torno al problema del origen de la vida.

Idealismo - la vida es la manifestación de un principio espiritual supremo, inmaterial, llamado "alma", "fuerza vital", "espíritu universal", etcétera. El ser supremo (Dios) proporcionó un alma viva a la carne inanimada y perecedera. Cuando este alma se desprende del ser vivo, no queda más que una envoltura material vacía.

Materialismo - la vida, como todo el mundo restante, es de naturaleza material y no necesita para su explicación el reconocimiento de ningín principio espiritual supramaterial. La vida no es más que una forma especial de existencia de la materia,

que se origina y se destruye de acuerdo on determinadas leyes.

Oparin derrumba el creacionismo (basado en el idealismo), alimentado de la teoría de la generación espontánea de Aristóteles y postergado por los vitalistas como Platino, demostrando que un ser vivo nace de otro ser vivo, y que las especies nunca fueron constantes a lo largo del tiempo, sino que evolucionaron hasta llegar a las especies de nuestros días. Y de hecho, siguen evolucionando. Menciona como creacionistas a Basilio de Cesárea (s. IV) que afirmó que el mundo se hizo en 6 días, o Tomás de Aquino, que como teólogo de la edad media enseña que los seres vivos surgen al ser animada la materia inerte.

En el s. XIX, Charles Darwin, K. Timiriazev, los hermanos Kovalevski, I. Mechnikov, entre otros, demostraron que la Tierra nunca estuvo poblada por los animales y plantas que nos rodean en la actualidad. F. Engels, señaló que la vida es una transformación cualitativa de la materia.

Para los mendelistas-morganistas el problema del origen de la vida surge al saber cómo pudo surgir repentinamente los genes, partículas de una sustancia especial concentrada en los cromosomas del núcleo celular, dotados de todas las propiedades de la vida. Para Devillers y Alexander, el gene surge de una manera casual gracias a una "feliz" conjunción de los átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno y fósforo, los cuales se combinan "solos", para formar una molécula extraordinariamente especial que posee desde el primer momento todos los atributos de la vida. Shrodinger, en el libro, ¿Qué es la vida desde el punto de vista físico?, afirma que la vida sólo pudo surgir de la voluntad creadora de Dios.

También tuvo en cuenta el pensamiento de los dirigentes soviéticos. Para Lenin, la materia orgánica es el fruto de un desarrollo muy prolongado de la tierra. Stalin, considera la vida como un camino evolutivo de la materia. La tierra tenía una masa ígnea e incandescente la cual enfrió, dando luegar posteriormente a plantas y animales, y más adelante al mono, y después al hombre actual.

V. Komarov, en su obra referida al origen de las plantas, explica la teoría del origen bioquímico de la vida como el aumento de la complejidad de los compuestos carbonados de nitrógeno. Oparin, defiende el materialismo dialéctico, donde la vida es de naturaleza únicamente material, siendo una forma especial de movimiento de la materia, un vínculo entre la materia inerte y la viva, una nueva cualidad del proceso de desarrollo del mundo. La materia no permanece en reposo, se desarrolla históricamente a peldaños más elevados, formas de movimiento cada vez más complejas y más perfectas.

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   Las sustancias orgánicas que componen los microbios, plantas y animales se componen de carbono, combinado con otros elementos: hidrógeno y oxígeno (que componen el agua), el nitrógeno (pesente en el aire en grandes cantidades), el azufre, el fósforo, etc. Las sustancias orgánicas más simples son los hidrocarburos o combinaciones de carbono e hidrógeno. ¿Cómo han podido formarse originariamente en nuestro planeta estas sustancias orgánicas? Estudiando las diferentes fases del desarrollo estelar se ha comprobado que producen sustancias orgánicas abiogenéticamente. Las estrellas tienen condiciones que excluyen la posibilidad de que existan seres vivos. Mediante el espectroscopio se puede establecer la composición química estelar: Estrellas de tipo O. son las más jóvenes, brillantes y calientes. Su temperatura es de 20.000 a 28.000 ºC. Todos los elementos, comprendido el carbono, se encuentran en forma de átomos. No existen combinaciones químicas que permitan agrupar los átomos de carbono. Como ejemplo tenemos a Rigel (ȕ Orionis, en teoría la segunda estrella en brillo de la constelación de Orión) con una temperatura de 20.000 ºC. Estrellas de tipo B. Tienen una luz brillante blanco-azulada. su temperatura es de unos 15000 - 20.000 ºC. Se forman vapores incandescentes de carbono. Estrellas de tipo A. Especto de estrellas blancas y blancoamarillentas de temperatura de unos 10.000-12.000 ºC. Tenemos como ejemplo a Sirio (también conocida como Alfa de Canis Major, junto a la constelación de Orión) con una temperatura de 11.000

ºC. Se producen los primeros compuestos químicos, los hidrocarburos, donde los átomos de carbono comienzan a combinarse con los átomos de hidrógeno (metino). Estrellas amarillas. Estas estrellas de vida media tienen una temperatura de 6.0008.000 ºC. Entre ellas se encuentra el Sol, que es una estrella tipo G con una temperatura de 5.800-6.300 ºC. La atmósfera solar alcanza los 7.000 ºC. Se encuentran uniones de carbono con hidrógeno (metino), nitrógeno (cianógeno) y dicarbono (unión de dos átomos entre sí). Otro ejemplo es Proción (es la estrella más brillante en la constelación del Can Menor ), de 8.000 ºC de temperatura. Estrellas rojas. De 2.000 a 4.000 ºC de temperatura. Se encuentra una elevada proporción de hidrocarburos. Como ejemplo tenemos a Betelgeuse (también llamada Į Orión, es una gran estrella roja en la constelación deOrión). Júpiter contiene una atmosfera de amoníaco y metano. Su temperatura media es de 135ºC. En estas condiciones se encuentran hidrocarburos en estado líquido o sólido Las mismas combinaciones se producen en los otros grandes planetas. (

 -son piedras celestes que han caído en la tierra. Suelen corresponder con las zonas más profundas de la corteza terrestre. Existen dos tipos de meteoritos: de hierro (Fe 90%, Ni 8% y Co 0,5%) y de roca (Fe 25% y óxidos de Mg, Al, Ca, Na, Mn).

Meteoritos de roca (fotos 1 y 3) y meteorito metálico que dispongo como talismán busca estrellas(foto 2).

El carbono encontrado en estos meteoritos se encuentra en estado natural, carbón, grafito o diamante bruto. También se encuentra asociado a metales, formando carburos de hierro, níquel y cobalto. En Kabi (Hungría) se encontró en 1857 un meteorito de cera fósil de Ozoquerita, un hidrocarburo de peso molecular elevado. Otros meteoritos se han encontrado conteniendo carbono asociado a hidrógeno, oxígeno y azufre. Esto demuestra también la posibilidad de que se pueden formar hidrocarburos de manera abiótica.

En la tierra también se han generado sustancias orgánicas vía abiogenética. En Groenlandia existen unas islas ricas en basalto. Sobretodo se ha hallado en la Isla de Disco, en el poblado de Ovifaq, afloraciones ricas en hierro. Un mineral denominado Cogenita, de composición similar a los meteoritos de hierro, con grandes cantidades de carbono. Actualmente se ha demostrado que su origen es terrestre y no meteorítico. Mendeleiev explicó que los hidrocarburos (en un intento también de explicar el origen de ) fue producto en las erupciones volcánicas de la tierra primitiva de la reacción de los carburos de hierro y otros metales con el agua o vapor del agua.

V. Ambartsumian, G. Shain, V. Fesenkov, O. Shmidt fueron cosmólogos que se interesaron en el estudio del espacio interestelar en la formación de las estrellas y los sistemas planetarios. El espacio inerestelar no está vacío se halla en estado gaseoso y pulverulento. En ocasiones, esta masa gaseopulverulenta se hallan en grandes concentraciones relativamente densas, constituyendo nubes gigantescas. En ciertos lugares tiene una estructura fibrilar (V.Fesenkov). A partir de la cual se da la formación de estrellas. Las estrellas jóvenes tienen una gran masa, que en su desarrollo se hacen más densas y siempre aparecen rodeadas de una masa pulverulenta.

O. Shmidt establece la hipótesis de la formación de la Tierra y de los demás planetas. Por el movimiento del Sol entorno al centro de la galaxia se genera una nube pulverulenta fría que arrastra a su órbita. Se forman centros o aglomeraciones que dan lugar a los cuerpos celestes planetarios. Esta formación de nubes gaseopulverulentas contienen hidrógeno, metano, hidrocarburos posiblemente, amoníaco, cristales de hielo de agua, que podrían dar origen a las sustancias orgánicas primitivas. A. Favorski demuestra que los hidrocarburos se hidratan fácilmente. En la atmósfera primitiva los hidrocarburos sencillos junto con el agua dieron lugar a nuevos compuestos como aldehidos, alcoholes, cetonas, ácidos y otras sustancias orgánicas que contenían carbono, hidrógeno y oxígeno. A partir de la combinación con el amoníaco se producían compuestos asociados con nitrógeno ocasionalmente (sales amónicas, amidas, aminas, etc.). En el océano primitivo se generaron hidrocarburos y derivados oxigenados y nitrogenados. A partir de estas sustancias orgánicas se formaron sustancias proteínicas.

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En el siglo XIX se mantenía que las sustancias orgánicas de los animales y las plantaas (azúcares, proteínas, grasas, etc) solamente se podían obtener de los seres vivos.

Hemos visto que a partir de las estrellas en condiciones abióticas se generan los hidrocarburos y susderivados más simples. Según los trabajos del siglo XIX y XX de química orgánica, a partir de estos hidrocarburos y derivados más simples se pueden obtener grasas, proteínas, pigmentos, alcaloides, caucho, vitaminas, antibióticos, hormonas...

En la química moderna para obtener otras sustancias a partir de los hidrocarburos se utilizan ácidos y álcalis fuertes, aumentos de temperatura, aumento de presión y otros procedimientos químicos para acelerar las reacciones. En los organismos vivos el medio es más neutral y existe un aumento de la variedad de los cuerpos químicos. En

la célula las reacciones químicas son sencillas y bastante semejantes. Existen tres tipos fundamentales:

1. Condensación: alargamiento de la cadena de átomos de carbono. Su proceso inverso esla ruptura de enlaces. 2. Polimerización: combinación de dos moléculas orgánicas (puentes de oxígeno, nitrógeno, etc.).Su proceso inverso es la hidrólisis. 3. Oxidación-reducción: químicamente, una oxidación se define como la pérdida de un electrón o electrones de una sustancia. Una reducción, a su vez, se define como la ganancia de un electrón o electrones.

Todos los procesos celulares pueden reducirse en última instancia a estas reacciones sencillas o a la suma de ellas. La respiración, fermentación, asimilación, síntesis y desintegración de sustancias son afectadas por estas reacciones básicas.

Butlerov demostró introduciendo formalina disuelta en agua en un matraz y en una ambiente templado, que al cabo del tiempo seis moléculas de formalina (CH2O) formaban un azúcar (glucosa) y daba un gusto dulce a la solución. A. Baj, también en condiciones abióticas, introdujo en una vasija una solución acuosa de formalina con cianuro potásico. Al cabo de mucho tiempo se produjo una sustancia nitrogenada de alto peso molecular, produciéndose reacciones distintivas de las proteínas.

En el océano primitivo había una solución de sustancias simples y no se regía una sucesión de procesos. Había una tendencia al desorden, al caos. Se distinguían diferentes caminos químicos. En estos océnaos se llegó a la formación de sustancias proteínicas. Para Engels, una sustancia viva era un cuerpo albuminoideo que no estuviese en descomposición.

Las proteínas están compuestas por aminoácidos, formando largas cadenas polipeptídicas. Existen unos 30 aminoácidos diferentes aproximadamente. Cada proteína tiene un orden riguroso y exclusivo de estos aminoácidos. En 1953 se realizó un experimento donde se combinó metano, amoníaco, agua e hidrógeno (como en la atmosfera primitiva de la tierra) y aplicando una fuente de energía se consiguieron sintetizar aminoácidos y formar polipéptidos, en condiciones abióticas. Si se

seleccionaban adecuadamente los aminoácidos para formar unos determinados polipéptidos la energía aplicada era menor. S. Bresler logró cuerpos proteínicos de alto peso molecular al aplicar presiones de miles de amósferas.

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La base de todo organismo vegetal o animal, la base de los cuerpos de los diversos hongos, bacterias, amibas y otros organismos muy simples es el protoplasma, sustrato material en el que se desarrollan los fenómenos vitales.

Al aumentar de peso molecular por el alargamiento de las cadenas las sustancias orgánicas se rigen por la químicas de los coloides. El proceso de unión de partículas es tan intensoque la sustancia coloidal se separa de la solución formando un sedimento. Este proceso es lo que llamamos coagulación.

Bungenberg, Jong y Kruit estudiaron la formación de los coacervados. En un principio la sustancias proteínicas se encontraban simplemente disueltas, pero más tarde, sus partículas empezaron a agruparse entre sí, constituyendo verdaderos enjambres moleculares, y, finalmente se separaron en pequeñas gotas, los coacervados, que flotaban en el agua.

Los coacervados absorvían de la solución acuosa circundante diversas sustancias orgánicas. Aumentaban de volumen y de tamaño, crecían. No todos los coacervados crecían por igual, sino que lo hacían unos más rápidamente y otros más lentamente. La estructura de las gotas en rápido crecimientocada vez era más compleja y estaba mejor adaptada a la alimentación y al crecimiento. La estructura de los coacervados se fue modificando y prefeccionando en el transcurso de muchos millones de años. Las gotas de estreuctura más sencilla perecían; las más perfectas crecían y se multiplicaban por división. En fin de cuentas, estas gotas dieron origen a los seres más sencillos.

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   El protoplasma es un sistema dinámico que debemos entenderlo como una ordenación de procesos químicos en el tiempo. No debe entenderse como un mecanismo físico. Se asemeja a la definición que realiza Heráclito al referirse que nuestro cuerpos fluyen como en un arroyo el agua de éste. La materia se renueva en ellos. El protoplasma para mantener su forma debe renovar sus moléculas de materia. El recambio de sustancias es lo que se conoce globalmente como metabolismo. Corresponde a reacciones sencillas de oxidación, reducción, hidrólisis, condensación, etc. Estas reacciones se van modificando y perfeccionando, en los casos más optimistas, hasta llegar a diferenciarse procesos idénticos en alguna o algunas reacciones. Por ejemplo, la fermentación alcohólica y la tienen pasos idénticos hasta la obtención del ácido pirúvico. Se diferencian en que el ácido pirúvico no se descompone en esta última, sino que se reduce inmediatamente en ácido láctico. La velocidad reactiva suele ser lenta. En el medio existen catalizadores que aceleran estas reacciones (sales de hierro, cobre, calcio, etc.). Los fermentos o enzimas superan vertiginosamente la velocidad de reacción producida por los catalizadores inorgánicos. Son proteínas asociadas a uno o varios núcleos de catalizadores inorgánicos, siendo más específicos y aceleradoes que los catalizadores inorgánicos. El metabolismo del protoplasma exige que cualquier sustancia que participe en él, se combine con una proteína de unión compleja o fermento. En caso contrario, sus posibilidades químicas serán mucho más lentas e incompatibles con la vida. A. Baj., V. Palladin estudiaron la respiración, con todas sus reacciones y catalizadas por su fermento específico. S. Kostichev, A. Liebedev estudiaron la química de la fermentación. tacaronotros factores físicos y químicos que influyen en la velocidad de la reacción, como la temperatura, el pH, las reacciones redox, la composición salina, la presión osmótica y el tiempo. I. Michurin estudió la relación del organismo y el medio. Los fermentos de las estructuras protoplasmáticas determinaban sus reacciones por la velocidad y la dirección, estableciendo una relación con el medio. Se establecía un círculo de fenómenos relacionados y ordenados regularmente. Se producían asimilaciones y desasimilaciones de sustancias orgánicas con el fin de autoconservación y autorenovación del protoplasma. Así se distinguía el protoplasma como un sistema dinámico estable.

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 En los océanos primitivos, los coacervados no tenían vida. Pero a partir de ellos se dió la posibilidad de dar origen a la formación de sistemas vivos primitivos. La individualización de las gotas de coacervados respecto al medio exterior permitió establecer sistemas coloidales de tipo individual. Gotas que surgieron a la vez se distinguieron por su composición y/o por su estructura interna. Existió la presencia o la ausencia de catalizadores inorgánicos muy simples (hierro, cobre, calcio...). Todas estas diferencias en el medio se manifestarion en diferentes transformaciones de las gotas. Las reacciones que tuvieron una influencia positiva en las gotas, les permitió estabilizar el sistema y prolongar su existencia. La absorción de sustancias del medio, permitió el crecimiento del coacervado. Existiron procesos de síntesis y descomposición con el fin de la autorenovación del coacervado. La velocidad de los procesos estaba determinada también por la temperatura, presión concentración de sustancias orgánicas, concentración de sales, pH, etc. Otro factor muy importante para la velocidad de los procesos era la propia organización de la gota de coacervado. La subsistencia de los coacervados se producía cuando la síntesis superaba a la desintegración. La estabilidad dinámica dependía de esta regla. Las gotas mal organizadas se desintegraban y sus sustancias orgánicas volvían a formar parte de ese puchero general del que se alimentaban. Las gotas que crecieron, llegó un momento que por causas mecánicas se dividieron en trozos. Se formaron gotas hijas semejantes al coacervado original. Pero en el momento de la división cada una seguiría su camino. Tendrían modificaciones mayores o menores para seguir existiendo.Cuanto mayor aumento de la masa, mayor aumento de la significancia y así mismo, mayor aumento de la descendencia. Para conseguir estos objetivos era necesario acelerar considerablemente la velocidad de las reacciones y establecer una cierta coordinación. Los fermentos incrementaban considerablemente la actividad catalítica de las sustancias. Como ejemplo tenemos a la catalasa, que acelera la degradación del peróxido de hidrógeno en oxígeno y agua. Su acción es diez millones de veces mayor que la acción del pirrol. Un miligramo de hierro unido a la catalasa sustituye el efecto catalítico de diez toneladas de hierro inorgánico. En el océano primitivo hubo una abundancia de catalizadores inorgánicos (sales de calcio, hierro, cobre...). Se dieron reacciones aceleradas, produciéndose formaciones coloidales individuales. Los catalizadores se fueron combinando con los cuerpos orgánicos, incrementando el efecto catalítico. A lo largo del tiempo los coacervados mejoraron la coordinación de la síntesis y de la desintegración, existiendo un ritmo

repetitivo regular. Todos estos cambios mejoraron en los coacervados "afortunados" la independencia del medio. Los primeros seres vivos sencillísimos primitivos eran más perfectos que los coacervados pero más simples que los actuales. Carecían de estructura celular. La célula apareció en una etapa posterior del desarrollo de la vida, puede que años, siglos, milenios. Aumenta la organización de los seres vivos y disminuyen las sustancias orgánicas en el medio. La evolución permitió la constitución de sustancias orgánicas a base de materiales de la naturaleza inorgánicos como el anhídrido carbónico y el agua. Ciertos seres vivos fueron capacitados para absorber los rayos solares permitiendo la descomposición para la síntesis de sustancias orgánicas. Hoy en día como ejemplo tenemos las plantas más sencillas, las algas cianofíceas. Otros seres vivos que conservaron su antiguo sistema de alimentación se alimentaban de estas algas, siendo los precedentes de los animales. ERA EOZOICA. - Hace más de quinientos millones de años. Esta era corresponde a los albores de la vida. Existían pequeños seres vivos unicelulares similares a las bacterias, algas cianofíceas y amibas actuales. La aparición de organismos pluricelulares permitió la agrupación de células en un solo organismo, siendo el comienzo de la especialización celular, aumentando la complejidad y la diversidad de los seres vivos. ERA PALEOZOICA - Hace 500 millones de años, el océano primitivo fue colonizado por grandes algas, y animales invertebrados como medusas, moluscos, esponjas, anélidos, equinodermos. Abundaban trilobites, próximos a los cangrejos.

Fósiles de trilobites.

Periodo silúrico. - Aparecen las primeras plantas terrestres. En el mar aparecen los primeros vertebrados similares a las lampreas actuales. A diferencia de los peces, aún tenían mandíbulas. Muchos iban cubiertos de una coraza ósea. Periodo devoniano. - Hace 350 millones de años. Ríos y lagunas marinas se poblaron de los antecesores remotos de los peces, similares alos tiburones actuales. Pero no

existían los teleósteos como la perca, el lucio o la brema. Periodo carbonífero. - 100 millones de años posteriores. La tierra es poblada por bosques, esencialmente formados por helechos y cola de caballo, licopodios. Los anfibios se encontraban en la orilla de los lagos, desovan en el agua al igual que los peces. Tienen la piel húmeda y viscosa, y se secaba fácilmente en el aire, por lo que teníanuna gran dependencia del agua. A finales del carbonífero aparecen los primeros reptiles. La piel cónea les protege de la desecación y no están tan ligados a los depósitos de agua. Se extendieron rápidamente por la tierra firme. Ponían huevos sin desovar en el agua. Periodo Pérmico.- Hace 225 millones de años. Los bosques de filicíneas son desplazados por los pedecesores de las coníferas actuales y las palmeras de sajú. Los anfibios ceden el terreno a los reptiles, más adaptados al clima seco. Aparecen los antepasados de los dinosaurios. PERIODOS JURÁSICO Y CRETÁCEO. - Se extiende el reino de los reptiles hace 60 millones de años. Árboles, flores y hierbas cercanas a las actuales. Los reptiles pueblan la tierra, el agua y el aire. Los dinosaurios pueblan la tierra, los pterodontes el aire, y las serpientes marinas, los ictiosaurios y los plesiosaurios pueblan el mar. A mediados del periodo terciario, hace 35 millones de años aparecen las aves y los mamíferos. Se extinguen la mayoría de grandes reptiles. En la segunda mitad del periodo terciario existen renos, toros, caballos, rinocerontes, elefantes y diversas fieras. A comienzos de la segunda mitad aparecen los monos cinecéfalos o monos inferiores y posteriormente los monos antropoides o superiores. Hace un millón de años, entre los límites del periodo terciario y cuaternario (último periodo que dura hasta nuestros días) aparecen los pitecántropos. Monos hombres que forman parte del eslabón intermedio entre el mono y el hombre. Ya hacían uso de los instrumentos de trabajo más sencillos. En el cuaternario ocurrió el último periodo glacial. Como ejemplo de animales tenemos al mamut, al reno boreal. Ya vivían hombre auténticos que por contitución no se distinguían de los actuales.