"Lo inerte en evolución: LA SOPA DE LA VIDA"
( GUIÓN )

Ó—: Hola queridos amigos de "La luz de Atenea". Aquí estamos de nuevo con todos vosotros, en UPVradio, concretamente en la cocina de divulgación científica de esta casa gran de ciencia que es la politécnica. ¿Estáis dispuestos a saborear un enjundioso plato de ciencia 'al estilo de la casa'? Huelga decir que nuestro maître, el Profesor Francisco Rubio, ya se acerca... ¡Y veo que os trae displicente la carta de platos! ¿Qué tal, Francisco? ¡Explícanos por encima el menú de la casa!

F—: ¿Qué hay, Óscar? Pues esta noche tenemos -ni más ni menos- que el 'menú del chef'. ¿Crees que es justo que al planeta Tierra le demos la categoría de 'chef'?

Ó—: ...Pues sí... ¿De verdad que la 'pacha mama' tiene tan buen ojo para la gastronomía? ¡'Nadie cocina mejor que mi madre', como se suele decir, pero si hoy es la madre Tierra la que se pone el delantal de cocina...! No sé...

F—: Vas encaminado... Pues en la carta de esta noche tenemos 'plato único'... ¡pero menudo plato! Hoy servimos -recién sacada del fuego- 'La sopa de la vida', Óscar.

Ó—: 'La sopa de la vida'... ¡cocinada por la madre Tierra! ¿Te refieres, Francisco, a que esta noche en 'La luz de Atenea' vamos a asistir a la evolución de lo 'inerte' hacia los primeros componentes orgánicos de la Tierra? ¿¿Es esa la sopa de la vida, la primitiva sopa que se coció en este planeta??

F—: Efectivamente. Hoy estudiaremos, de cerca, las condiciones que fueron necesarias para que las primeras huellas de 'lo vivo' empezasen a flotar entre la materia inerte de la Tierra. Las condiciones... y también -claro- cuáles fueron esos primeros 'ingredientes' que más se organizaron de forma compleja en seres vivos.

Ó—: Qué interesante, amigos... Un menú exótico y con sustancia: 'La sopa de la vida'. Imaginaos a la Tierra como una gran cacerola rellena de elementos 'inertes' y puesta al fuego lento de los siglos. La vida empieza de pronto a bullir... pues esa es la receta de lujo que vamos a saborear hoy en 'La luz de Atenea'.
Sobre el blanco mantel de la próxima media hora humea ya 'La sopa de la vida'... Educación en la mesa: no mováis el dial. Comenzamos.
----cambio de banda sonora----
Ó—: Bueno Francisco. Para acercarnos al origen de la vida debemos aclarar antes un poco el contexto. La Tierra se aísla tras su velo, y reemplaza a las estrellas para hacer evolucionar la materia. Sabemos, amigos, que precisamente fue en el interior de las estrellas donde la materia se coció por primera vez, pero era materia inerte. Ahora damos un paso más, y la materia se organizará de una forma un poco más compleja: eso será la vida.
Francisco: la idea de una continuidad entre la evolución del universo y la vida terrestre es muy reciente. ¿Por qué durante siglos hemos separado rigurosamente la materia y lo viviente, como si fueran dos mundos distintos?

F—: Buena pregunta. La vida es capaz reproducirse, utilizar energía, evolucionar, morir... Sin embargo: ¿cómo es la materia? La materia es 'inerte', inmóvil, incapaz de reproducirse.
Ó—: ¿Te refieres a la dificultad de encajar estas diferencias?

F—: Exactamente: nuestros antepasados observaban por una parte el mundo viviente y, por otra, el mundo mineral... ¡Y sólo los podían considerar como 'opuestos'! Ten en cuenta que antaño no se sabía que las moléculas están compuestas de átomos...

Ó—: ...Y las células hechas de moléculas...

F—: Eso es... Así que los seres humanos explicaban que la vida había aparecido en la Tierra por 'voluntad de los dioses' o gracias a un azar extraordinario. Era, de hecho, un modo de ocultar la ignorancia.

Ó—: ¿No hay azar entonces -Francisco- en este segundo acto en la organización de la materia hacia una complejidad mayor que es la vida?

F—: No. Algunos científicos hablaban (hasta hace muy poco) de un 'azar creador'. Según ellos, en la Tierra primitiva había sucedido un acontecimiento único: algunas sustancias químicas se habían combinado -accidentalmente- y produjeron los primeros organismos... Según esta teoría, la vida sería una excepción: una 'rareza' de la materia organizada. Pero esta hipótesis ya no se sostiene hoy en día.

Ó—: Pero, entonces, ¿cómo podemos valorar el hecho de que la vida empiece a surgir de algo inerte? ¿Se puede afirmar, sin más, que la vida nació de forma espontánea de la materia fría?

F—: La vida -Óscar- procede de una larga evolución de la materia. La evolución empieza con los primeros ensamblajes del 'Big Bang', y luego continúa -en la Tierra- con las moléculas primitivas (después con las primeras células: los vegetales, los animales...), etc. Ésta es una gran idea que se propuso en los años 50. Y numerosos hallazgos y experiencias la han confirmado.

Ó—: Un camino, por tanto -amigos-, que se dirige hacia 'lo viviente', y que ha durado cientos de millones de años... Por tanto, Francisco, digamos que la vida es una etapa de la historia...

F—: ...¡de la historia de la complejidad! Tras nacer la Tierra, las moléculas se organizan en macromoléculas, éstas en células y las células en organismos. La vida, por tanto, es la interacción... la 'interdependencia' de estos nuevos constituyentes.

Ó—: En fin, amigos de 'La luz de Atenea': la vida surge por necesidad, sin el azar. ¿Se podría decir, como sugieren los astrofísicos, que la aparición de la vida era entonces completamente probable?

F—: Jacques Monod habla de 'necesidad'. O sea: en ciertas condiciones, las leyes que organizan la materia engendran 'necesariamente' sistemas más y más complejos.

Ó—: Ya: digamos que -en comparación con un guijarro- la aparición de un organismo vivo es, en efecto, improbable.... Pero no lo es si se considera el curso del tiempo, el hilo de la historia. ¿Y esto sugiere, Francisco, que la escena que vamos a describir pudo suceder en otra parte del universo?
F—: ¿Por qué no?

Ó—: A ver: estudiemos un modelo. Imaginemos un planeta situado a la distancia adecuada de un astro para producir vida...

F—: Vale. Pues imaginemos que el planeta es bastante grande como para retener una atmósfera densa (compuesta de hidrógeno, metano, amoníaco, vapor de agua y gas carbónico). Imaginemos que el enfriamiento del planeta provoca una condensación que produce agua líquida. Y ahora imaginemos que las síntesis químicas de su atmósfera hacen que en el agua se acumulen moléculas (moléculas que -ahí- están protegidas de la luz ultravioleta. ¡Todas estas condiciones no son excepcionales...!

Ó—: ...es decir: que pueden dar en muchas regiones del universo. En tal caso, Francisco, en el universo existe una fuerte probabilidad de que aparezcan 'sistemas vivientes'....

F—: Y por esta razón -Óscar- muchos científicos piensan que la vida pudo aparecer -también- en otra parte del universo... En nuestra galaxia, o en otra.

Ó—: Increíble, amigos. Digamos que no existe el azar en el cosmos, sino que de necesidad en necesidad la evolución química termina en rudos seres vivientes.

F—: Sí. Todo planeta que posea agua y se encuentre a una distancia óptima de unas estrella caliente tiene la posibilidad de acumular moléculas complejas y pequeños glóbulos (glóbulos que intercambian sustancias químicas con el medio).

Ó—: La vida que surgió de la materia -Francisco- se parece a lo que antaño llamaban 'la generación espontánea'. Antes se pensaba -erróneamente- que la vida nacía así, espontáneamente, de la materia en descomposición. Que los gusanos surgían del fango y las moscas de la carne podrida...

F—: ¡Y fíjate hasta qué punto! En el siglo XVII, un famoso médico dio la receta ¡para hacer un ratón! Según él, había que juntar trigo con una camisa humana sudada y esperar 21 días. Sencillo, ¿no? Afortunadamente, se inventó el microscopio y -por fin- pudimos ver que existían organismos diminutos: las levaduras. Las levaduras son bacterias que proliferan en sustancias en descomposición.

Ó—: Entonces, Francisco, se creyó que la vida nacía continuamente de la materia de forma microscópica. Lo cual no era completamente estúpido, pero tampoco cierto.

F—: Eso es: la idea fundamental era exacta, pero el razonamiento era falso. La vida no nace espontáneamente (pasó mucho tiempo para que surgiera). Y la prueba la trajo Pasteur. En 1852, Pasteur afirma que hay gérmenes microscópicos por todas partes en nuestro entorno. No sólo en el aire, sino también en nuestras manos, en los objetos... Estos minúsculos organismos son -por tanto- una contaminación.

Ó—: Y la prueba fue rotunda: Pasteur preparó un caldo de remolachas, legumbres y carne; lo encerró en un recipiente de cuello largo en forma de cuello de cisne, para 'aislarlo del aire exterior'; hizo hervir esta sopa para esterilizarla.
F—: Exacto: en el caldo -aislado y pasteurizado- jamás apareció vida alguna.

Ó—: Demostrado: la vida no surge espontáneamente. Pero con esto Pasteur envió al limbo el problema del origen: vino a decir que la vida sólo podría venir de la vida. ¿Cómo explicamos entonces su primera aparición? Nos quedan 3 hipótesis, amigos: o la intervención divina -y eso ya no es ciencia-; el azar (pariente del milagro) o lo extraterrestre: gérmenes llegados en meteoritos. Por tanto Francisco, los científicos estaban resignados a tender un puente entre la materia y la vida.

F—: Sí. Había que superar el bloqueo que produjo Pasteur. Había que comprender que lo inerte no engendró lo vivo 'espontáneamente' sino paso a paso durante miles de millones de años. Darwin propuso la idea fundamental: el transcurso del tiempo.

Ó—: Una cosa: Darwin hablaba de la evolución... ¡pero de las especies animales!

F—: No sólo de los animales, Óscar. Es cierto que Darwin descubrió el principio de la evolución de las especies vivientes: la selección natural. Pero también sugirió otra cosa: antes de la aparición de la vida (antes del nacimiento de las células) la Tierra primitiva tuvo que haber experimentado una evolución... ¡de las moléculas!

Ó—: ¡Hermosa intuición! Pero fijaos, amigos, en la dificultad de probar esta afirmación: si hoy existieran moléculas capaces de evolucionar -Francisco-, fracasarían... ¡porque las especies vivientes destruirían estas moléculas! ¿no?

F—: Eso es. También lo pensó Darwin, y es un razonamiento precursor: una vez aparecida la vida... en efecto: invadió todo y se comió sus propias raíces. Es decir: la primera vida impidió que otros tipos de evolución se dieran simultáneamente

Ó—: Estamos algo atascados, amigos de 'La luz de Atenea'. Recordemos que esta noche escudriñamos 'La sopa de la vida': le seguimos el rastro a la formación de la vida en la tierra. Hemos negado la 'generación espontánea' (gracias a Pasteur y sus gérmenes), pero ahora nos topamos con que la vida al aparecer borró sus propias huellas... ¿Cómo probar, entonces, que la vida desciende de la materia, Francisco?

F—: Con una idea sencilla pero arriesgada: reconstruir en laboratorio esa evolución.

Ó—: Bueno, hoy conocemos casi todas las etapas que han conducido desde las moléculas primitivas hasta los primeros seres vivos... Incluso a finales del siglo XIX, si no recuerdo mal, un investigador logró fabricar urea: un compuesto de la vida, unión de carbono, hidrógeno y nitrógeno. Pero esto no mata el viejo prejuicio de que la vida 'sólo puede nacer de la vida', Francisco...

F—: En efecto: era la historia de la gallina y el huevo. Pero, por fin, el bioquímico soviético Alexánder Oparine, y el inglés John Aldane, terminaron con el círculo vicioso. Establecieron algo fundamental: las condiciones de la Tierra primitiva eran muy distintas a las actuales.

Ó—: La vida pudo surgir de la materia inerte... ¡en un escenario entonces inhóspito!

F—: Eso es: la atmósfera no contenía nitrógeno ni oxígeno, sino una mezcla de hidrógeno, metano, amoníaco y vapor de agua. Y esa atmósfera fue propicia para la aparición de moléculas complejas.

Ó—: Un entorno, llamémoslo así, de 'pre-vida': una etapa intermedia...

F—: ¿Por qué no? El francés Teilhard de Chardin fue también precursor de esta idea en los años 50. Chardin retomó la idea de Darwin sobre la evolución de la materia. Exacto, Óscar: una etapa de 'pre-vida'; una etapa 'intermediaria' entre lo inerte y lo vivo que -quizás- se pudo dar en una Tierra primitiva... Con otras condiciones.

Ó—: Pero faltaba demostrarlo. Antes has hablado de usar el laboratorio ¿Es posible?

F—: Fue lo que hizo Stanley Miller en 1952. Miller era un joven químico, y pensó: "¿por qué no reconstituir en laboratorio las condiciones anteriores a la vida?

Ó—: ¡Algo así como un 'Dr. Frankenstein', pero con la vida en la Tierra!

F—: Miller intentó una experiencia a escondidas para no exponerse a burlas de sus colegas. Puso en un recipiente el gas de la Tierra primitiva: metano, amoníaco, hidrógeno, vapor de agua y un poco de gas carbónico... Luego Miller simuló el océano llenando de agua el recipiente. Al final, lo calentó todo para darle energía, y provocó unas chispas (simulando rayos). Repitió esto durante una semana...

Ó—: Increíble: la Tierra de hace 4000 millones de años, en laboratorio. ¿Y surgió vida?

F—: Apareció en el fondo del recipiente -Óscar- una sustancia de color rojo anaranjado. ¡La sustancia contenía aminoácidos, las moléculas claves de la vida! A nadie se le había ocurrido que se podían fabricar con elementos tan sencillos.

Ó—: Amigos: estupor en el mundo científico. El primer puente entre la materia y lo viviente acababa de ser tendido. La ciencia necesitó tiempo para poder aceptar esta continuidad entre el universo y la vida. Los aminoácidos eran -Francisco- el cabo de la madeja... pero faltaban por reconstruir todavía las grandes etapas, ¿no?

F—: Exacto. Y tres ciencias han continuado el camino: la química (simulando en laboratorio las transformaciones principales); la astrofísica (buscando en el universo huellas de la química orgánica)..., y la geología (investigando los fósiles terrestres). Gracias a todas la ciencias sabemos que los primeros compuestos de 'lo viviente' fueron 'combinación' de ciertas moléculas simples. Unas moléculas que ya existían en la Tierra desde su formación (hace 4500 millones de años).

Ó—: Digamos también que el 'cóctel' químico de la Tierra primitiva (su agua líquida, su particular atmósfera...) se beneficiaron de la cercanía del Sol. Estábamos a la 'distancia adecuada' del astro -Francisco-... lo cual que no quiere decir mucho.

F—: En efecto: la Tierra estaba lo bastante cerca para recibir los rayos infrarrojos y ultravioletas (capaces de desencadenar reacciones químicas), y lo bastante lejos para que los productos resultantes no ardieran...

Ó—: Pero esta 'distancia adecuada' es, en realidad, una manera de hablar del 'equilibrio' térmico que se estableció sobre la Tierra en esa época.

F—: Para verlo mejor, Óscar, usaremos la metáfora que usa el inglés James Lovelock. Supongamos un pequeño planeta poblado de margaritas blancas y margaritas negras. Las blancas reflejan la luz del sol -¿no?- y tienden a enfriar la temperatura local. Las margaritas negras -en cambio- absorben la luz y calientan el medio.

Ó—: Es decir: este modelo planetario 'ajardinado', dos especies vivas compiten entre sí

F—: Eso es. ¿Y qué sucede? Pues... imagina: al principio, el planeta es muy caluroso. Muchas margaritas no resisten y mueren... Pero sucede que algunas margaritas blancas se agrupan en un pequeño 'sistema local', y este grupo enfría -por simple presencia- su entorno... ¡Y sobreviven!

Ó—: Y poco a poco se enfría más la temperatura de esa región, y las margaritas blancas proliferan y van ganando terreno a las margaritas negras (que vivían del calor)...

F—: ¡Exacto! Hasta que -al cabo del tiempo- las margaritas blancas ocupan casi toda la superficie del planeta. El planeta se torna blanco, refleja el calor y... -de súbito- baja la temperatura y comienzan a morir. A partir de entonces son las margaritas negras las que sobreviven y vuelven a recalentar el entorno.

Ó—: Es decir, el sistema empieza a marchar en otro sentido hasta que vuelva darse un golpe de calor. Con esta metáfora de un planeta cubierto por dos clases de margaritas (negras y blancas), te refieres Francisco a que con el tiempo se instaurará un equilibrio en el planeta. Tan fácil, amigos, como que por un juego de nacimientos y muertes se alcanza un 'entramado' de margaritas blancas y negras, o sea: una temperatura óptima para que el conjunto sobreviva. Un termostato.

F—: Exacto: .y si por alguna razón se produjera un golpe de calor inesperado, el sistema volvería a estabilizarse al cabo de un tiempo...

Ó—: ¿Ý qué relación tiene esta metáfora del equilibrio con la Tierra primitiva?

F—: Digamos que la historia de las margaritas es la de la historia de la vida en la Tierra. Hoy la distancia entre el Sol y la Tierra nos parece la 'adecuada' para el desarrollo de la vida: pero no es así 'por azar'

Ó—. Es decir: en realidad fueron los primeros componentes de la vida los que adaptaron la temperatura al nivel más conveniente para sobrevivir y proliferar.

F—: Una especie de autorregulación...

Ó—: Pues vamos a imaginar -amigos de 'La luz de Atenea', en este programa dedicado a 'la sopa de la vida' al origen de la vida... Estamos en el alba de la Tierra, hace unos 4500 millones de años. Nuestro planeta es un núcleo de silicatos, una corteza de carbono, y una atmósfera constituida por aquella mezcla de gases: metano, amoníaco, hidrógeno, vapor de agua y CO2. ¿Y qué ocurre ahora Francisco?
F—: Imaginemos una atmósfera sometida a la radiación solar ultravioleta y a violentos rayos... A causa de esto, las moléculas de gas que flotan alrededor del planeta se quiebran en fragmentos...

Ó—: ...se disocian, se ligan en otras moléculas...

F—: ...hasta que, al final, construyen elementos más complejos: las primeras moléculas llamadas 'orgánicas' ('orgánicas' porque luego formarán parte de los seres vivos). Por ejemplo, Óscar, aquello que dijimos: los aminoácidos... Los aminoácidos están formados por átomos de carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno

Ó—: ...hasta entonces asociados en metano, amoníaco y agua. En la Tierra, entonces, sucedió lo mismo que Miller había recreado en su laboratorio: lo orgánico surge en unas condiciones atmosféricas hoy 'endemoniadas'... a partir de la materia inerte. Son tan sólo los ingredientes para la vida, ¡pero ya es algo! Y algo curioso Francisco es lo afortunado del carbono en todo esto: ¡somos carbono básicamente!

F—: En efecto. El carbono tiene una geometría que le da la capacidad de relacionarse de diversos modos con otros átomos. El carbono forma estructuras estables, moléculas muy reactivas o largas cadenas orgánicas.

Ó—: ¡Y también el carbono puede conducir electrones de un extremo a otro de esas cadenas (¿no?)! Esto -en cierto modo- profetiza las redes nerviosas y las redes de comunicaciones electrónicas hemos inventado 4500millones de años después...

F—: Eso es: la vida en la Tierra se estructura mediante carbono. Las moléculas vivientes son ensamblajes de átomos de carbono y de átomos de oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre. Nada más.

Ó—: Entonces estas primeras moléculas 'orgánicas' se formaron en la atmósfera, hace millones de años, y 'llovieron' en el océano, y se quedaron allí protegidas. ¿Cuanto tiempo va a durar esto, esta lluvia de 'pre-vida', este caldo de cultivo?

F—: Las moléculas orgánicas caerán durante más de 500 millones de años. Estas 'lluvias', son los verdaderos 'diluvios' procedentes de la condensación de vapor de agua en las capas frías de la atmósfera. Y algo importante: es en esta época cuando el mundo viviente establece sus 2 características básicas: por una parte, su composición química (porque todos los organismos estamos hechos de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno); y por otra parte, nuestra fuente de energía:el Sol.
Ó—: ¿Y esas lluvias de moléculas orgánicas se han producido en otros planetas?

F—: Los astrofísicos han descubierto que hay moléculas orgánicas en casi todo el universo. Fíjate, Óscar: desde hace 15 años se han identificado alrededor de 70 tipos, lo que demuestra que no son excepcionales. Digamos que hace 4500 millones de años había una gran probabilidad de que se formaran estas moléculas.

Ó—: Por tanto, los primeros elementos de la vida -amigos- en cierto sentido 'cayeron del cielo': del cielo de nuestra atmósfera. Una lluvia ininterrumpida de moléculas, que riega la Tierra: aminoácidos y hasta ácidos grasos, los precursores de los lípidos, Francisco.
F—: Exactamente. Pero atención: 2 moléculas -el formaldehído y el ácido cianhídrico- desempeñaron un papel importante en esta época... Estas dos moléculas gaseosas, sometidas a los rayos ultravioletas, dan nacimiento a 2 de las 4 'bases' que más tarde compondrán el ADN...

Ó—...¡'el sostén de la herencia', amigos, ni más ni menos que lloviendo desde la atmósfera! ¡En este gigantesco caldo de cultivo, en el planeta primitivo hace 4500 millones de años, ya hay 2 de las 4 letras del código genético de los seres vivos!

F—: Sin embargo -Óscar- todavía todo está mezclado en esta 'sopa de la vida' puesta a cocer. Se parece un poco al caos inicial del 'Big Bang'...

Ó—: O sea: una sopa, oceánica, compuesta de moléculas muy-muy diversas...

F—: Sí. Y tendrá que pasar el tiempo para que poco a poco estas nuevas letras (o 'bases nitrogenadas') se ensamblen formando palabras (las cadenas de aminoácidos)... Y los aminoácidos luego se agruparán por cientos para formar frases, las proteínas.

Ó—: Ya veis, amigos: la 'Sopa de la vida' con que titulábamos el programa de hoy de "La luz de Atenea" ya está compuesta. Hemos visto como la Tierra, desde lo inerte, y en unas condiciones atmosféricas muy distintas a las actuales, ha creado las primeras moléculas orgánicas. La vida -se puede decir así- está 'envastada', está lista para arrancar. Ahora serán las moléculas las que prosigan la obra de complejidad. Sólo una pregunta más, Francisco: ¿qué podría haber hecho fracasar estas primeras síntesis fundamentales de elementos 'orgánicos'?

F—: La respuesta es sencilla: la vida misma (si hubiera existido antes).

Ó—: ...aquello que dijo Darwin de que la vida borró sus propias huellas...

F—: ...o también el calor de los rayos ultravioletas. Pensemos que la atmósfera de la Tierra no sólo engendró estás moléculas: además las protegió, les sirvió de 'escudo' ante la radiación. Se habrían perdido si hubieran permanecido al aire libre. Ya luego, las primeras células que surjan utilizarán la energía del Sol para producir oxígeno. El oxígeno producirá el ozono de la alta atmósfera, que de nuevo protegerá a las células de los rayos ultravioletas.
La vida, por tanto, aseguró su propia supervivencia -Óscar-.

Ó—: Ya veis, amigos: la vida surgirá de esta sopa orgánica cuyos componentes hemos descrito esta noche. Una vida que apenas nacida puede parecernos 'frágil' vista de cerca -¿quién no tiene en mente la imagen de un niño recién parido?-, pero que, como asegura el profesor Rubio, dará los primeros pasos con solidez y decisión.

F—: Porque la vida no tiene pensado retroceder en su camino hacia la complejidad...
Ó—: Pero eso será en otro programa amigos. 'La luz de Atenea" se despide por hoy con la misma promesa: seguir adelante. En el control de sonido estuvo Raúl Valenciano; en la mesa, el profesor Francisco Rubio, del departamento de Ingeniería mecánica y de materiales; y en este micrófono, servidor: Óscar Delgado. Ha sido un placer.
F—: (despedida personal; por ejemplo.: "¡Hasta la próxima!").

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