Antes de que la vida comience y se convierta en algo complejo, uno debe buscar responder la pregunta más elemental: ¿qué se necesita para estar vivo? ¿Qué requisitos mínimos se deben cumplir para alimentar la vida? Los átomos pueden moverse, cambiar su forma y hacer todo tipo de calistenia. ¿Los considerarías vivos? En su excelente libro The Blind Watchmaker , Rickard Dawkins explica que hay tres propiedades necesarias para que la vida se sostenga y, lo que es más importante, se renueve a través de los procesos de “selección natural”: replicabilidad, mutaciones o errores en la replicación y el poder de ejercicio. Influencia sobre el proceso de su propia réplica. Deben existir, a través de las leyes de la física , estas entidades o ” replicadores ” que se auto-copian. Los primeros replicadores probablemente no fueron las moléculas de ADN, ya que son demasiado complejas como para que hayan surgido espontáneamente; las probabilidades de que ocurra tal evento son astronómicas; Incluso la vida del universo no es suficiente. Eran versiones más crudas y simples de las moléculas de ADN que usaban bloques de construcción aún más simples presentes en sus alrededores para producir copias de sí mismas.
Así que tenemos a estos replicadores haciéndolo como conejos. Cada progenie es exactamente igual a su ancestro y continúa comportándose de la misma manera. En un mundo perfecto, donde el suministro de materias primas es infinito, esta población de moléculas habría crecido indefinidamente. Sin embargo, ese nunca es el caso; lo que subraya el significado de las otras dos propiedades. Ocasionalmente, como es de esperar, se producen errores en la duplicación (mutaciones) que producen una molécula ‘descendiente’ que está mejor adaptada o mal equipada para enfrentar su entorno. En el caso de los primeros, se vuelve más adepto al juego de la supervivencia y puede ‘vivir’ el tiempo suficiente para transmitir los errores que heredó a generaciones sucesivas de moléculas hijas que superan lentamente al tipo original de antepasado, ya que la lucha por los recursos se intensifica. . Las fuerzas de la selección natural eliminan cualquiera de las moléculas “más débiles” de esta colonia, produciendo así descendientes cada vez más sofisticados que están mejor adaptados para sobrevivir en su entorno y que evolucionan a lo largo de millones de generaciones en formas de vida complejas como los humanos. Pero, ¿cómo surgieron estos replicadores por primera vez? ¿Cuáles fueron las primeras entidades que poseían estas propiedades únicas?
No hay viento mágico que respire la vida en meros huesos y carne, incluso si eso es lo que el Libro de Génesis u otras escrituras religiosas nos harían creer. Por lo tanto, debe haber una explicación racional para los primeros compuestos “vivos”. La familia de teorías que favorece a la mayoría de la comunidad científica se basa en una “sopa” orgánica primordial. Se supone que la Tierra antigua tenía una atmósfera compuesta principalmente de gases como el metano, el amoníaco, el dióxido de carbono y el vapor de agua, con un rayo arrojado por diversión: el Experimento Miller-Urey para los más científicos. En pocas palabras, esta hipótesis particular afirma que las formas más simples de moléculas autorreplicantes se juntaron en esta sopa primitiva en forma de compuestos orgánicos simples como los aminoácidos y luego evolucionaron a cosas mejores y más grandes, a saber, la genética ARN / ADN / proteína. maquinaria.
Graham Cairns-Smith propuso otra escuela de pensamiento interesante, que elegí discutir aquí y que ganó terreno durante la década de 1980. Conocida como la teoría de la arcilla o la teoría de minerales inorgánicos, la opinión de Cairns-Smith de la maquinaria de ADN / ARN / proteína es que comenzó a existir hace relativamente poco tiempo, hace aproximadamente 3 mil millones de años, después de usurpar una función que anteriormente se cumplía con la auto-replicación inorgánica. Cristales como los silicatos. Una vez que esto sucedió, el ADN demostró ser tan eficiente para almacenar y reproducir información genética que el sistema original se desechó. Esta conjetura gana credibilidad cuando se considera el hecho de que el proceso de replicación inicial debería haber sido lo suficientemente rudo como para que existiera por selección “por azar” o de un solo paso. Ahora, en forma cristalina, los átomos o las moléculas tienen la tendencia a unirse de una manera particular debido a la estabilidad de tal disposición. Los mismos átomos pueden elegir cristalizar en más de un tipo de configuración. Cada parte de este cristal es exactamente igual a otra: interminables filas de átomos que se extienden en todas direcciones. Hasta ahora tan bueno. ¿Pero qué hay de los mecanismos de reproducción? ¿Mutaciones, errores y consiguiente adaptación o extinción?
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Volver a los cristales, átomos o iones que flotan libremente en solución tiene una tendencia a unirse a las capas de átomos en la superficie de un cristal que se introduce en la solución, un proceso conocido como siembra. Simplemente se enganchan a la estructura existente y continúan agregándole capas. También se sabe que los cristales se forman espontáneamente en soluciones supersaturadas; pero eso no es muy relevante para este argumento. Lo más importante es que cuando estos átomos / iones se cristalizan, pueden aparecer fallas microscópicas en la estructura del cristal, una capa dividida por la mitad o inclinada hacia otras capas en ángulo. A medida que el cristal crece, a veces se encaja bajo la tensión (tales parámetros para una disposición particular se regirían por leyes físicas), generando así una generación de cristales hijos. Las propiedades y fallas del tipo de cristal ancestral se conservan en generaciones sucesivas, a menos que haya otro error accidental en el crecimiento de los cristales, en otras palabras, mutaciones. Si un tipo tiene una mayor tendencia a ‘doblarse y romperse’, tendríamos una versión muy simple de la selección natural en marcha: la solución exhibirá concentraciones cada vez mayores del cristal ‘más en forma’, el que tiene el ciclo reproductivo más corto.
Las masas de cristales de arcilla de una forma particular también podrían tener el poder de ejercer influencia sobre su entorno externo para mejorar las posibilidades de una mayor replicación. Por ejemplo, es probable que una variedad de arcilla ‘más pegajosa’ cause sedimentación en el lecho de un río, creando un ambiente propicio para la cristalización del sedimento. Al embalsar, incluso podría manipular el flujo de la corriente, extendiendo así su influencia a otros territorios previamente “no infectados”. Algunos cristales pueden dificultar las condiciones para los cristales “rivales” que compiten por las materias primas, mientras que otros pueden volverse “depredadores” al dividir a sus competidores y usar sus elementos como bloques de construcción. ¡Las posibilidades parecen infinitas una vez que la selección natural se establece en su curso! La arcilla no “quiere” continuar existiendo, pero estas son solo consecuencias incidentales de las propiedades inherentes al cristal. ¡Imagina los pobres cristales reflexionando sobre cuestiones existenciales como lo hacemos nosotros!
A medida que estos simples replicadores se vuelven cada vez más complicados, diseñan herramientas (catalizadores, planos, etc.) que ayudan en su proceso reproductivo. Los compuestos orgánicos a menudo se han asociado estrechamente como catalizadores en la síntesis de compuestos inorgánicos. Incluso los campeones de la hipótesis de la sopa primordial admiten que los compuestos inorgánicos fueron vitales para algunas de las reacciones orgánicas que llevaron al origen de la vida. Por lo tanto, podemos muy bien cambiar el argumento, dar un salto de fe y especular que las primeras proteínas y ácidos nucleicos como el ARN fueron sintetizados por los complejos replicadores de arcilla para sus propios fines. ¡El hecho de que esto no parezca tan increíble es por lo que creo que esta teoría audaz puede ser correcta! El acto final en esta elaborada ‘tragedia’ se presenta cuando estas mismas herramientas afectan a una “Adquisición genética” de su vehículo de arcilla, convirtiéndose en un modus operandi independiente para la reproducción; un medio que demostró ser tan exitoso que ha continuado hasta la fecha. Pero, ¿alguna vez te has preguntado, por cuánto tiempo?