Isaac Asimov, Stanley Miller y el misterio del origen de la vida

Source: The Conversation – (in Spanish) – By Jorge Moral Pombo, Desarrollo de catalizadores heterogéneos para fijación prebiótica de CO2, IMDEA MATERIALES

Desde la imaginación visionaria de Isaac Asimov hasta los experimentos pioneros de Stanley Miller, la ciencia lleva décadas tratando de responder una de las preguntas más profundas de la humanidad: cómo surgió la vida.

Isaac Asimov y la química prebiótica

Para quien escribe estas líneas, Isaac Asimov, además de un grandísimo escritor, ha sido una de las grandes mentes de la humanidad a la hora de imaginar mundos y, dentro de estos mundos, de plantear diferentes formas, sistemas y estructuras en las que la vida se ha podido organizar.

El “buen doctor”, como era conocido por sus amistades, no pudo más que vislumbrar los albores de un campo del conocimiento tan oscuro como intrínsecamente humano: el de la química prebiótica. Esta rama de la química –aunque su carácter tremendamente multidisciplinar hace que quizás sea más razonable hablar de “ciencia prebiótica”– se dedica al estudio, sin ambages, del origen de la vida.

Sin embargo, ¿cómo estudiar el origen de algo que, desde la ciencia, ni siquiera sabemos definir? No existe una respuesta evidente a esta pregunta y, sin embargo, parece que la estrategia más sencilla sea la que la comunidad científica trata de llevar a cabo: enunciar las propiedades que observamos en todos los sistemas que podemos considerar “vivos”.

La linde entre lo inerte y lo vivo

Tres son las características fundamentales que trazan la –en ocasiones– desdibujada frontera entre lo vivo y lo inerte, lo animado y lo inanimado, lo cambiante y lo aparentemente impasible. Un sistema “vivo” ha de poseer un metabolismo (es decir, poder obtener y utilizar energía para subsistir); disponer de un material genético (o, en otras palabras, contener en su ser moléculas que almacenen información transmisible a la próxima generación, presumiblemente ADN o ARN); y poder compartimentalizarse (o, dicho de otro modo, separarse físicamente del medio que le rodea).

Siguiendo con esta aproximación a la pregunta de “¿qué define a un sistema vivo?”, la totalidad de ellos están compuestos –hasta donde hemos podido observar– por moléculas orgánicas; es decir, por “ladrillitos” conformados, a su vez, por átomos, de entre los cuales el carbono hace las veces de arcilla. Ahora bien, no siempre que esos ladrillos orgánicos se agrupan forman sistemas vivos.

Tal y como concebimos las personas el espacio-tiempo, y sin ánimo de introducir el pie en las arenas movedizas de la física cuántica –las cuales, sin duda alguna, atraparían al pobre químico que firma este artículo–, tuvo que haber un momento, un lugar y una manera en que el primer sistema que reuniese todas esas características antes descritas emergiese; un instante en que la vida se originase.

¿Dónde y de qué manera pudo surgir la vida?

Como esta cuestión resulta de por sí abrumadora, ciñámonos a este nuestro planeta Tierra. Dos posibilidades caben: que estos primitivos sistemas vivos “llegasen” desde el espacio exterior o que se formasen aquí.

La primera es conocida como la teoría de la panspermia y se fundamenta en el descubrimiento de moléculas orgánicas (los citados ladrillitos de carbono) en cometas y asteroides encontrados en la corteza terrestre. También en el hallazgo de bacterias e incluso seres pluricelulares como los tardígrados o los gusanos de tubo gigantes, en ambientes con temperaturas, salinidades o acideces extremas. Estos seres se consideran, por tanto, “extremófilos”, y su existencia apuntala la idea de que incluso sistemas vivos considerablemente complejos son capaces de sobrevivir en lugares más hostiles que la Tierra.

La vida pudo emerger en la Tierra

Incluso si todo esto fuera cierto, y de forma no excluyente a la panspermia, el origen de los primeros y más primitivos sistemas vivos también pudo haber ocurrido en nuestro planeta. Esta teoría se conoce como la “abiogénesis” y, realmente, se trata de una hipótesis complementaria a la anterior.

Si la “panspermia” habla de cómo se pudo diseminar la vida por el universo, la “abiogénesis” trata de abarcar, nada más y nada menos, el estudio de la transformación de materia inerte en materia viva.

Filósofos presocráticos como Anaximandro, científicos persas como Nasir al-Din al-Tusi, evolucionistas como Charles Darwin o biólogas moleculares como Rosalind Franklin sentaron, de una manera u otra y desde perspectivas diversas, las bases del conocimiento del que disponemos hoy en día a este respecto. Sin embargo, de entre todos los nombres dignos de mención a la hora de dar unas pinceladas sobre la abiogénesis, hay que destacar uno: el de Stanley Lloyd Miller.

Stanley Lloyd Miller, padre de la química prebiótica

Corría el año 1952 y un joven Miller tomaba la decisión de cambiar radicalmente el tema de su tesis doctoral. Llevaba un año bajo la dirección de Edward Teller, “el padre de la bomba H”, estudiando la formación de los elementos en las estrellas, cuando decidió marcharse de Chicago y contactar con Harold Urey. Es a este último a quien plantea una idea experimental arriesgada de cara a la obtención de su título de doctor.

La propuesta de Miller consistía en hacer reaccionar los gases que, se creía, componían la atmósfera de la Tierra primitiva (CH₄, NH₃, H₂O y H₂) para tratar así de obtener moléculas orgánicas. Desoyendo el escepticismo de Urey, Miller consiguió sintetizar de este modo más de 20 aminoácidos, los “ladrillos” que componen las proteínas que encontramos en los seres vivos, a partir de moléculas inorgánicas.

No significa esto, por suerte o por desgracia, que Stanley consiguiera “crear vida” de forma artificial; pero sí que se diera el pistoletazo de salida a una serie de experimentos y líneas de investigación que, en la actualidad, tratan de producir sistemas orgánicos –basados en el carbono– que cumplan algunas de las propiedades inherentes a los seres vivos, como la autorreplicación, la autocompartimentalización o el poseer un protometabolismo (una versión más sencilla de lo que entendemos por metabolismo).

Entre la literatura, la filosofía y la ciencia

En la saga Fundación, Asimov plantea la existencia de un planeta, Gaia, en el cual todas las formas de vida comparten una única consciencia y tratan de alcanzar un bien común absoluto que beneficie al conjunto.

En nuestro planeta Tierra, todas las formas de vida compartimos una serie de características y de propiedades que emergen de ellas. Quizás la inspiración que nos brinda el escritor en sus libros, sumada al avance científico en el estudio del origen de la vida, nos acerque a una comprensión mayor de nuestro lugar en el universo, a una mayor armonía y sostenibilidad para la civilización y el planeta.

Si las palabras de Carl Sagan cuando afirmó que “un organismo en guerra consigo mismo está condenado” son ciertas, merecerá la pena intentarlo.

Jorge Moral Pombo recibe fondos de Volkswagen Foundation, quien paga su salario como investigador postdoctoral en IMDEA Materiales.

– ref. Isaac Asimov, Stanley Miller y el misterio del origen de la vida – https://theconversation.com/isaac-asimov-stanley-miller-y-el-misterio-del-origen-de-la-vida-282753