"LA VIDA: DE LAS MOLÉCULAS A LAS CÉLULAS"
( GUIÓN )

Ó—: Hola, amantes de la ciencia. Bienvenidos a una nueva entrega de 'La luz de Atenea', el programa de monográficos científicos de UPVradio. El filósofo Spinoza afirmaba lo siguiente: 'los seres humanos piensan que son libres hasta que son conscientes de las causas que les determinan'. La pregunta que sale al paso de esto es: ¿la ciencia nos hace libres, o nos compromete definitivamente? Fijaos -amigos- que al fin y al cabo la ciencia procede -en buena medida- descubriendo la dependencia absoluta del hombre con la naturaleza... En fin: no sé si esta noche llegaréis a responder a esta pregunta, pero lo cierto es que tenemos un programa fascinante. El programa de hoy profundizará en la raíces de la Vida en la Tierra (eso es lo único que puedo deciros). Y como siempre, para guiarnos en el laberíntico recorrido del conocimiento, tenemos con nosotros a nuestro sabio, al profesor Francisco Rubio... ¿Qué tal, Francisco?

F—: Pues encantado de estar aquí -una noche más-. Como tú dices Óscar- no es seguro que 'La luz de Atenea' pueda esclarecer -en un sólo programa- la relación entre ciencia y libertad, pero una cosa es obvia: siempre es mejor tener conocimiento -a pesar de ser 'infeliz'- que ser un necio 'a ciegas'...

Ó—: Pues ha quedado clara la toma de postura del profesor Francisco Rubio, amigos: haya lo que haya ahí debajo, mirémoslo bajo 'La luz de Atenea'. ¿Y cuál es el tema de la noche (hemos dicho que analizará la vida en la Tierra)?

F—: Pues hoy hablaremos -Óscar- de cómo la vida terrestre se fue organizando a nivel microscópico hace 3500 millones de años. Es decir: observaremos la evolución de las primeras moléculas orgánicas... hasta convertirse en células.

Ó—: Suena de maravilla,profesor.¿Cómo lo titulamos? ¿'de las moléculas a las células'?

F—: Exactamente. Se trata de eso: la vida es un 'capítulo' más de la historia de la organización del Universo...

Ó—: Una historia, amigos, que avanza 'hacia la complejidad' cada vez mayor de la materia. Pues eso: hoy, 'La vida: de las moléculas a las primeras células'. Mi consejo de esta noche es que por una vez soltéis las riendas del cuerpo -que os relajéis- y que dejéis a vuestras células sentarse frente al dial de la radio a disfrutar del programa. se lo dedicamos a ellas. 'La luz de Atenea' ¡comenzamos!
----cambio de banda sonora----
Ó—: Estamos, amigos, en la Tierra, concretamente en una época que se remonta hace 4000 o 3500 millones de años... La materia del planeta se va organizando de forma cada vez más intrincada, y ya han surgido las primeras moléculas orgánicas. Para que os hagáis una idea: el mundo microscópico se parece a uno de esos juegos de Lego, es decir: los ensamblajes son cada vez más complejos, y las cadenas de moléculas que se forman son gigantes... Sin embargo, Francisco, siguen siendo materia: ¿qué varita mágica podría hacer surgir la vida?

F—: El paso hacia la vida sólo se puede dar -Óscar- si las moléculas son capaces de continuar esos 'ensamblajes'. La temperatura representó -en el Universo- un papel fundamental... Pues bien: en la Tierra será necesario un 'entorno' muy particular.
Ó—: ¿Podemos señalar al entono oceánico para la cuna de lo que será la vida celular?

F—: No: la vida no apareció en los océanos -a pesar de lo que se crer- sino en las lagunas o en los pantanos.. ¿Por qué?: pues porque son lugares secos y calurosos -de día-, y fríos y húmedos por la noche..

Ó—: Es decir: te refieres a lugares -entornos- qe se secan y se rehidratan continuamente

F—: Exacto. Este ciclo de los pantanos es importante porque crea 'arcillas'... La arcilla -Óscar- 'permite' que las largas cadenas de moléculas queden atrapadas y se asocien entre sí... Por ejemplo: en arcilla, las famosas 'bases nitrogenadas' se ensamblan espontáneamente...¡y ya forman pequeñas cadenas de ácidos nucleicos!

Ó—: Esto es fabuloso amigos: estamos hablando ya de formas simplificadas de ADN (los futuros soportes de la información genética). ¡La vida celular podría haber nacido de la arcilla! Son infinitas las mitologías alrededor del orbe que relacionan el origen de la vida con el agua y la arcilla. Pero dejemos la intuición metafísica y volvamos a los hechos: ¿cómo influirá la arcilla -profesor- en estas 1ªs moléculas?

F—: Bueno...: la arcilla se comporta como un pequeño 'imán'. Es decir: los 'iones' de la arcilla atraen la materia que está próxima y la hacen reaccionar. De hecho, los 'oligoelementos' -tan populares hoy en día- proceden de estos pequeños 'iones' en la arcilla...

Ó—: Los oligoelementos -amigos- son 'básicos' para seguir lo ensamblajes de la materia hacia la célula, y -como asegura el profesor- fueron creado en ese entorno de 'reacciones químicas en arcilla'. Por cierto: ¿cómo irán actuando estas reacciones?

F—: Pues se produce un interesante fenómeno: por un lado tenemos moléculas hidrófilas (es decir: el agua las atrae) y por otra parte moléculas hidrófobas

Ó—: Es decir: que rechazan el agua... como algunos aminoácidos...

F—: ¡Exacto!: las proteínas de las lagunas tienen aminoácidos a los que les gusta el agua y otros a lo que no... ¿Y que ocurre?: pues que estas proteínas se 'apelotonan' (digamos que -en cierta medida- crean estructuras que 'se cierran' sobre sí mismas)

Ó—. Te refieres a que unas proteínas quedan en contacto con el agua exterior y otras quedan separadas ¡y ciertas cadenas de moléculas empiezan a formar membranas!

F—: ¡Ni más ni menos! Esto es fundamental para la futura estructura celular... Las membranas -Óscar- se transformarán en 'glóbulos', y serán como una especie de 'gotas de aceite' flotando en los océanos...

Ó—: Pues ahí están: desde los ensamblajes moleculares en arcilla, hasta las moléculas hidrófilas e hidrófobas que forman glóbulos. Digamos que estos glóbulos son ya estructuras 'previvientes' -es decir, Francisco-: por primera vez tenemos una estructura 'cerrada sobre sí misma'... ¿Será lo que quede aquí dentro lo que dirija la evolución molecular hacia la vida?

F—: ¿Por qué no? ¡"La vida nacida de la emulsión"! Estas pequeñas 'gotas' son un medio cerrado, y lo importante es que contienen 'apresadas' ciertas sustancias químicas que les son 'propias'. Son como 'cócteles de vida' en mitad del océano...

Ó—: Por tanto, amigos, estas estructuras 'con membrana' serán los nuevos 'crisoles de lo viviente'; es decir: tomarán la iniciativa de la evolución... ¿Pero cómo sabemos, profesor, que la evolución molecular no habría podido continuar de otra forma? ¿Es como imaginar -¡no sé!- a un ser humano sin piel...?

F—: ¡Exactamente! De hecho -Óscar- esta etapa puede simularse en laboratorio... Es un fenómeno espontáneo; fíjate: mezclamos aceite, azúcar y agua (y agitamos). ¿Qué obtenemos?: pues obtenemos pequeñas gotas ¡que al microscopio parecen células!

Ó—: Supongo que en la sopa primitiva las moléculas eran suficientemente grandes para poder aglomerarse, cerrarse y formar esas gotas.¿Esto sucedió por todo el planeta?

F—: Sucedió en todas las lagunas -Óscar-... Y las gotas que se van formando tienen el mismo tamaño; es decir: se da un equilibrio entre el volumen, el peso y la resistencia de la membrana..

Ó—: Está claro, amigos: por esta razón todas las células vivientes actuales tienen más o menos la misma dimensión: entre 10 y 30 micrones... Seguimos -amantes de la ciencia- en 'La luz de Atenea, con una entrega fascinante titulada 'la vida: de las moléculas a las primeras células'. Y tenemos formadas ya -amigos- las primeras estructuras moleculares con membrana, lo que hemos bautizado como 'cócteles de vida', las futuras células.Porque -Francisco- estos glóbulos todavía no están 'vivos'

F—: exacto: todavía no. Digamos que están 'previvos' y que proliferan en inmensas cantidades...Y estos glóbulos tienen una ventaja: son 'semi-impermeables', y por tanto dejan pasar moléculas pequeñas que -en el interior- se transforman en grandes moléculas...

Ó—: Fijaos en el sistema: las moléculas se hacen grandes -dentro- y ya no podrán salir... ¡Es como una ingeniosa trampa! Se supone -profesor- que cada una de estas estructuras membranosas hará dentro su propia 'sopa' química. ¿Pero hacia dónde evolucionará esta alquimia? ¿es una 'diversidad' de sistemas 'previvientes'?

F—: Ni más ni menos: evoluciona en múltiples direcciones... Unas veces, el cóctel químico rompe la membrana -y dispersa las moléculas-; otras veces, el cóctel refuerza la membrana... y el sistema asegura su propia supervivencia.

Ó—: 'Asegura su supervivencia':¿te refieres profesor a una especie de 'selección natural' -¡a lo Darwin!-.. pero con 'gotas'? ¿Antes de la vida hay ya una 'lucha por la vida'?

F—: Por supuesto: una 'selección molecular' que durará millones de años. Ya lo predijo Darwin: en este caso, sólo subsistirán las gotas que tengan un 'medio interior' adaptado al entorno...

Ó—: Por poner un caso: aquellos glóbulos o células que cuenten con la posibilidad de producir energía -por ejemplo- ¿tendrán ventaja sobre las demás?
F—: ¡Por supuesto! Y además has dado en el clavo: la energía va a permitir -precisamente, Óscar- que estos 'glóbulos' se desarrollen...

Ó—: ¿A qué clase de energía nos referimos? ¿Por ejemplo...?

F—: Por ejemplo las primeras 'reacciones de fermentación' a partir de sustancias exteriores que atraviesan las membranas... Pero otras formas de energía: también hay conjuntos de 'moléculas pigmentarias' (es decir: capaces de capturar la luz) que crearán su propia energía transformando los fotones del Sol en electrones

Ó—: ¡Ni más ni menos que paneles solares a nivel molecular... Éstas -en concreto- son estructuras autónomas: no dependen de la absorción de sustancias exteriores para conseguir energía. ¿Y este método es mejor o peor para la supervivencia?

F—: Es una ventaja: piensa las otras -las gotas 'bulímicas'- acabarán empobreciendo la sopa primitiva de tanto absorber substancias...

Ó—: Pero todo esto -amigos de 'La luz de Atenea'- no significaría nada si no hubiera acontecido después otro fenómeno. Atentos: algunas 'gotas' van a poder 'reproducir' el pequeño 'cóctel interior'. Profesor: multiplicar su receta química...

F—: Efectivamente: y la reproducción será una 'ventaja evolutiva' considerable -Óscar-.

Ó—:Pero ¿a qé se debe esta reproducción de los conjuntos moleculares con membrana?

F—: Bueno... La base de la 'reproducción' es una cadena de moléculas llamada 'ARN'. El ARN es un ácido compuesto de 4 moléculas: las 4 'bases' de los futuros genes. Pues bien: algunas de las 'gotas' o glóbulos poseen ARN en su interior...

Ó—: Pero ¿cómo actúa el ARN -Francisco- a la hora replicar cierto glóbulo o 'gota'?

F—: El ARN actúa como un 'sistema autorreproductor' primitivo... El ARN desempeña un 'rol catalizador' de la estructura de la gota. Es decir -Óscar-: si un glóbulo se divide en 2, la nueva gota poseerá un ARN semejante al primero.. Es decir: el ARN se transmite como una especie de 'plan' (un plan para reconstruir dicha gota)

Ó—: Amigos: el plan construirá una membrana y un sistema 'idénticos' en el glóbulo que se ha dividido... Pero Francisco: hablamos ya de un 'sistema autorreproductor', y suponemos que este ARN asegura la supervivencia de una cierta especie de 'glóbulos'... ¿Estaríamos hablando ya de 'gotas de vida'?

F—: Efectivamente: y estamos 'casi' llegando a la célula (la 'mínima unidad de vida').

Ó—:Entonces, resumamos: ¿qué entendemos por 'vida'? ¿cómo se caracteriza?

F—: Un organismo vivo es un sistema 'autónomo' capaz de asegurar su propia conservación y de reproducirse. Estos principios caracterizan a toda célula -desde la bacteria hasta el hombre-...(y se pueden atribuir ya a estos 'glóbulos' primitivos)

Ó—: Digamos que no hay 'ser vivo' si falta una de esas propiedades. Un cristal -por ej. amigos- no vive: se reproduce pero no fabrica energía... ¿Y un virus profesor?

F—: El virus no se reproduce, no se mueve, no asimila ninguna sustancia... (por tanto, no 'vive': es como un cristal)

Ó—: Pero tomemos por caso el 'mosaico del tabaco': si lo deshidratamos obtenemos 'cristales' que podemos -incluso- conservar durante años en un recipiente (como si fuera azúcar)... Pero un día le volvemos a agregar agua, lo ponemos sobre una hoja de tabaco... ¡y la planta -Francisco- enferma a una velocidad pasmosa!

F—: Digamos que un virus es un caso 'ambiguo' de vida... pero no es 'vida': está en la frontera de la vida. El virus es un 'parásito' que necesita la vida para reproducirse: usa el material reproductor de las células para reproducirse así mismo

Ó—: Para que nos hagamos una idea: el virus utiliza la célula como una fotocopiadora.

F—: Exacto: los virus son estructuras 'hiper-perfeccionadas' que no están en el origen de la vida... ¡sino que 'descienden de la vida'! Se cree que los virus descienden de células que habrían evolucionado librándose del 'molesto material reproductivo'.

Ó—: Interesante, amigos: los virus se habrían 'simplificado' para llegar al mínimo vital: una expresión -digámoslo: a menudo 'latente'- qe consigue quizás mayor eficacia. Estamos en 'La luz de Atenea', en el programa de monográficos científicos de UPVradio. Hoy exploramos 'La vida: de las moléculas a las primeras células'. Y tenemos ya -amantes de la ciencia- a ciertas 'gotas' o glóbulos (con ARN) capaces de autorreproducirse... ¿Se adivina -Francisco- que esta gotas van a proliferar?

F—: Eso es... Digamos que estos glóbulos 'perfeccionarán' el código de la reproducción. Los filamentos de ARN se acoplarán de 2 en 2 y formarán una especie de 'doble hélice'... Es decir: el ADN, que es una estructura más estable...

Ó—: Pues ahí está: el ADN acabará imponiéndose gracias a su mayor estabilidad... ¿Y cómo evoluciona el ADN hasta convertirse en esa estructura reproductora 'definitiva' que actualmente conocemos en las verdaderas células, profesor?

F—: Pues empezará una especie de 'diálogo químico' entre 2 tipos de cadenas moleculares: entre 'proteínas' y ADN. Ambas interaccionarán -Óscar- mediante un juego de afinidades químicas 'simples' y regulares (mezclándose entre sí)

Ó—: Recordar -amigos- que la replicación celular en un ser vivo trabaja 'sintetizando' de forma local -en cada parte de su organismo- una proteínas concretas. ¿Y esta reacción entre proteínas y ADN, acabará determinando con el tiempo los 'genes'?

F—: Exacto: al fin y al cabo, los genes son los 'sostenes' de la herencia. Los genes de los seres vivos son como 'segmentos retorcidos' en la 'doble hélice' del ADN... Digamos que son como 'palabras muy largas' escritas en un alfabeto de 4 letras
Ó—: Las llamadas 4 bases nitrogenadas: adenina, guanina, timina y citosina (que en los genes se engarzan de 2 en 2 de forma perfecta). ¿Y las gotas de ADN van a colonizar la Tierra?
F—: ¡De manera fulgurante, Óscar! El primer ADN apareció hace 4000 millones de años y la vida permaneció durante mucho tiempo en estado latente -limitada a zonas locales: lagunas o estanques. Después -bruscamente- la vida lo invadió todo

Ó—: Pues sí, amigos: parece que fue una verdadera 'explosión' -sobre todo si se compara con los miles de millones de años anteriores-. Imaginároslo: gracias al sistema de reproducción basado en ADN cada célula se dividió en 2, luego en 4, en 8, en 16, en 32..., etc. La vida alcanzó -muy pronto- cantidades astronómicas. Francisco: ¿nada podía destruirla a las recién nacidas células, a la vida?

F—: Pues no (al menos, en esa época). Sin embargo, los seres vivos de la actualidad aniquilarían cualquier forma de vida (distinta a la celular) que intentase imponerse sobre la Tierra...

Ó—: Digámoslo con una expresión: apenas nacida la vida -hace unos 3500 millones de años- 'quemó' (destruyó) los puentes detrás de ella. En cierto modo -profesor-... ¡la vida contaminó la Tierra!

F—: Exactamente: lo podemos decir así...

Ó—: Y una pregunta que es 'recurrente' se mira la historia de la Tierra desde fuera de la ciencia, Francisco: ¿se puede decir que hay una 'lógica' de la naturaleza? ¿una lógica que buscó o impuso el ADN como norma general en la Tierra?

F—: Por supuesto que no, Óscar... No. La naturaleza no 'busca' (carece de intención) sino que -atención- 'procede por eliminación'.

Ó—: Es decir: lo que ocurre es que el ADN permite una gran diversidad de estructuras vivas... que son las que se han acabado imponiendo gracias a la reproducción...

F—: Efectivamente: las formas de vida que han proliferado han sido aquellas basadas en el ADN... Ése 'tipo' de vida se reprodujo y se impuso 'cuantitativamente' sobre la Tierra.

Ó—: Si existe la vida en otros planetas, ¿también se fundaría en el ADN, Francisco?

F—: ¡Por qué no? El ADN procede de una 'estrategia' evolutiva del universo (no es algo 'sacado de 'la nada', como un conejo de una chistera).

Ó—: Es decir, amigos (reformulando mi pregunta): el profesor se refiere a que si existe vida en otros planetas no sería 'sorprendente' que esta vida se basase en el carbono y en el ADN: al fin y al cabo, la vida (este tipo de 'vida') es uno de los posibles caminos de la 'evolución hacia la complejidad' del universo'...

F—: Eso es... Otra cosa es que puedan existir también -¿por qué no?- otras formas de 'estructuración de la materia' -es decir: otras formas de 'vida'...

Ó—: Bueno, pues ya tenemos las células (recordad -amigos- que hemos recorrido el camino desde las primeras moléculas orgánicas).¿Qué te parece si ahora hablamos de los dos tipos celulares básicos de transformación de energía?
F—: Perfecto... ¡Hablemos de la respiración y la fotosíntesis!

Ó—: 2 métodos que marcarán la diferencia entre animales y plantas. ¿En qué consisten?

F—: Bueno: la 'fotosíntesis' se basa en la clorofila y la 'respiración' en la hemoglobina. La clorofila y la hemoglobina son 2 moléculas -casi idénticas- que proceden posiblemente de la misma 'antepasada'. Lo que pasa es que se produjo un 'punto de inflexión' entre estas 2 moléculas...

Ó—: Es decir, que esa antepasada de clorofila y hemoglobina se diversifica en dos tipos

F—: Exacto: 2 formas distintas de producir energía. Por una parte aparecerá la 'respiración': aquellas 'células' que absorben las sustancias ricas en energía y el oxígeno (y que deberán -por cierto- desplazarse para buscar alimento).

Ó—: Un 'oxígeno' -profesor- que lo expulsará -precisamente- el otro tipo de células...

F—: Exacto... El otro tipo de células realizará la 'fotosíntesis'; es decir: fabricarán energía 'directamente', utilizando la luz solar y el gas carbónico (o CO2).

Ó—: Un mecanismo -por tanto- a 2 bandas para fabricar energía: una simbiosis...

F—: Eso es: digamos que es el divorcio entre las futuras 'bacterias' y las futuras 'algas' -es decir-: entre el mundo animal y el vegetal. Pero nos hemos olvidado de algo... ¿De dónde te crees que viene el CO2 que utilizará la fotosíntesis?

Ó—:¿Hay una 3ª forma de producir energía celular, aparte de respiración y fotosíntesis?

F—: Pues sí -Óscar-: y es la 'fermentación'. Habrá un tip de células -al principio de 'la vida'- que desprendan gran cantidad de metano y gas carbónico (un gas que se disolverá en los océanos). Hoy en día, la fermentación todavía se realiza en la panza de los rumiantes o en nuestro colon.

Ó—: Bacterias -Francisco- que fermentan en ausencia de oxígeno y producen metano, gas y otras sustancias que necesitamos para vivir...

F—: ¡Efectivamente!

Ó—: Pues amigos: con este último apunte hemos llegado al final del programa de hoy, dedicado esta noche a la vida desde las moléculas hasta las primera células. 'La luz de Atenea' -ya lo sabéis- seguirá evolucionando... y con vosotros. Podéis escribirnos a nuestro correo electrónico para sugerirnos cualquier idea o hacernos preguntas; apuntad: luz-rtv@upv.es. En el control de sonido estuvo Raúl Valenciano; en la mesa, el profesor Francisco Rubio, del departamento de Ingeniería mecánica y de materiales del poli; y en este micrófono, servidor: Óscar Delgado. ¡Hasta luego amigos!

F—: ¡Hasta pronto!

VOLVER A HEMEROTECA

VOLVER A PÁGINA PRINCIPAL