10 TEORIES DE L'ORIGEN DE LA VIDA - BIOLOGIA - 2025

La teories de l'origen de la vida intenten explicar com es van originar els éssers vius. Com va sorgir la vida tal com la coneixem és una pregunta que molts filòsofs, teòlegs i científics s'han fet des de fa moltíssims anys, de fet, podríem dir que gairebé des que l'home és home.

Diferents registres científics estableixen que la terra es va formar fa uns 4.5-5 bilions d'anys i que els fòssils més antics coneguts, corresponents a restes de cianobacteris trobats a l'oest d'Austràlia, daten d'almenys uns 3.5 bilions d'anys enrere.

Imatge de WikiImages a www.pixabay.com

Tot i que no es tenen registres fòssils ni evidència geològica més antiga, molts científics coincideixen que altres formes de vida van poder haver existit abans, però que els fòssils van poder haver estat destruïts per la calor i els canvis de forma de moltes roques durant el precambrià.

Què va succeir durant els gairebé 2 bilions d'anys que van transcórrer des de l'origen de la terra i l'ocurrència dels primers fòssils? Són els esdeveniments biològics que es van donar per aquest llavors els que van fer possible el sorgiment de la vida i els que avui són tan debatuts en la comunitat científica.

De seguida trobarem algunes de les principals teories hipotètiques plantejades per diferents autors per explicar l'origen dels primers organismes vius, a partir dels quals presumptament van evolucionar les formes de vida més "avançades".

Com era la terra abans que sorgís la vida?

Les primeres formes de vida conegudes de la Terra són microorganismes fossilitzats putatius, trobats en fonts hidrotermals. S'estima que van viure fa 4,28 milions d'anys.

Alguns científics proposen que la terra "inicial" va ser impactada per diferents tipus d'objectes celestes i que les temperatures en aquest planeta eren tan elevades que l'aigua no estava en estat líquid, sinó en forma de gas.

No obstant això, molts concorden que la terra de l'Precambrià va poder haver tingut temperatures similars a les de la terra d'avui en dia, el que significa que l'aigua podia trobar-se en forma líquida, condensada formant els oceans, mars i llacs.

L'atmosfera terrestre de l'època, en canvi, es pensa que era fortament reductora (amb zero o molt poc oxigen lliure), de manera que després de l'exposició a diferents formes d'energia van poder haver-se format els primers compostos orgànics.

Principals teories de l'origen de la vida

- Vida per generació espontània

Aristòtil, precursor de la generació espontània

Des dels grecs fins a molts científics de mitjan el segle XIX s'acceptava la proposta que els éssers vius podien sorgir espontàniament, sense altres organismes parentals, a partir de matèria "no visqui".

Per tant, durant molts segles, diferents pensadors estaven convençuts que els insectes, els cucs, les granotes i altres feristeles es formaven espontàniament sobre el fang o sobre matèria en descomposició.

Aquestes teories van ser desacreditades en més d'una oportunitat pels experiments duts a terme per Francesco Redi (1668) i Louis Pasteur (1861), per exemple.

Retrat de Francesco Redi (Font: Valérie75, via Wikimmedia Commons)

Redi va provar que, llevat que insectes adults posessin els seus ous sobre un tros de carn, les larves no sorgien espontàniament sobre aquest. D'altra banda, Pasteur va demostrar més tard que els microorganismes només podien venir de microorganismes preexistents.

A més, cal dir que aquesta teoria també va ser ignorada perquè en diferents contextos històrics la "generació espontània" es referia a dos conceptes força diferents, a saber:

- abiogènesi: la noció de l'origen de la vida a partir de matèria inorgànica i

- Heterogénesis: la idea que la vida sorgia a partir de matèria orgànica morta, així com els cucs "apareixien" sobre la carn en descomposició.

Darwin i Wallace, una mica abans, el 1858, van publicar independentment les seves teories sobre l'evolució per selecció natural, per mitjà de les quals feien entendre que els éssers vius més complexos havien pogut evolucionar a partir d'éssers unicel·lulars més "simples".

Així, la teoria de la generació espontània va desaparèixer de l'panorama i la comunitat científica va començar a preguntar-se com van sorgir aquests "éssers unicel·lulars més simples" dels que parlaven els evolucionistes.

- Teoria de l'brou primari i de l'evolució química gradual

Alexander Oparin al seu laboratori (dreta).

El 1920, els científics A. Oparin i J. Haldane van proposar, per separat, la hipòtesi sobre l'origen de la vida a la terra que avui porta els seus noms i per mitjà de la qual establien que la vida a la terra va poder haver sorgit " pas-a-pas "a partir de matèria no viva, per mitjà d'una" evolució química ".

Grand Prismatic Spring a Yellowstone. Es pensa que aquest ambient a altes temperatures seria similar a l'ambient primigeni dels mars terrestres. font:

Tots dos investigadors van suggerir que la terra "inicial" va haver de tenir una atmosfera reductora (pobra en oxigen, en la qual totes les molècules tendien a donar electrons), una condició que podia explicar perfectament alguns esdeveniments:

- Que algunes molècules inorgàniques reaccionessin entre si per formar els "blocs" estructurals orgànics dels éssers vius, procés dirigit per energia elèctrica (de rajos) o lumínica (de el sol) i els productes s'acumulessin en els oceans formant un "brou primari".

Imatge d'Elias Sch. en www.pixabay.com

- Que aquestes molècules orgàniques es combinessin posteriorment, acoblant molècules més complexes, formades per fragments de molècules més simples (polímers) com les proteïnes i els àcids nucleics.

- Que aquests polímers es ensamblasen en unitats capaços de replicar-se per si mateixes, bé hagi estat en grups metabòlics (proposta d'Oparin) oa l'interior de membranes que formaven unes estructures "tipus cèl·lula" (proposta de Haldane).

- Panspermia

Il·lustració d'un bacteri a un cometa. Font: Silver Spoon Sokpop / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

El 1908, un científic anomenat August Arrhenius, va proposar que unes "llavors portadores de vida" estaven disperses per l'espai còsmic i que queien sobre els planetes i "germinaven" quan les condicions allí eren favorables.

Aquesta teoria, coneguda també com la teoria de la panspèrmia (de el grec pa, que significa "tot" i sperma, que significa "llavor"), va ser recolzada per diferents científics i també podem trobar-la referida a alguns textos com "l'origen extraterrestre de la vida ".

- Vida per electricitat

Imatge de FelixMittermeier a Pixabay.com

Més endavant, part de la comunitat científica va insinuar que l'origen de la vida proposat per Oparin i Haldane va poder haver iniciat a la terra gràcies a un "guspira" elèctric que va proporcionar l'energia necessària per a la "organització" dels compostos orgànics fonamentals a partir de compostos inorgànics (una forma de abiogénesis).

Aquestes idees van ser sustentades experimentalment per dos investigadors nord-americans: Stanley Miller i Harold Urey.

Per mitjà dels seus experiments, els dos científics van demostrar que, a partir de substàncies inorgàniques i amb algunes condicions atmosfèriques especials, una descàrrega elèctrica era capaç de formar molècules orgàniques com els aminoàcids i els carbohidrats.

Aquesta teoria proposava, doncs, que amb el pas del temps van poder haver-se format les molècules més complexes que avui caracteritzen els éssers vius; raó per la qual aquesta va ser de gran suport per a les teories del "brou primari" d'Oparin i Haldane uns anys abans.

- La vida sota el gel

Imatge de David Mark a www.pixabay.com

Una altra teoria, potser una mica menys coneguda i acceptada, proposa que la vida va sorgir en les aigües oceàniques profundes, la superfície estava presumptament recoberta per una gruixuda i espessa capa de gel, ja que el Sol de la terra inicial probablement no incidia tan fortament sobre la superfície com ara.

La teoria proposa que el gel va poder haver protegit qualsevol fos el fenomen biològic que ocorregués al mar, permetent la interacció dels diferents compostos que van originar les primeres formes vives.

- La vida a partir de polímers orgànics

proteïnes

Després que pogués demostrar-se en un laboratori que compostos orgànics com els aminoàcids podien formar-se a partir de matèria inorgànica en determinades condicions, els científics van començar a preguntar-se com es va donar el procés de polimerització dels compostos orgànics.

Recordem que les cèl·lules estan formades per grans i complexos tipus de polímers: les proteïnes (polímers d'aminoàcids), els carbohidrats (polímers de sucres), els àcids nucleics (polímers de bases nitrogenades), etc.

Sidney Fox

El 1950, el bioquímic Sidney Fox i el seu grup de treball va descobrir que, en condicions experimentals, si un conjunt d'aminoàcids era escalfat en absència d'aigua, aquests podien unir-se entre si formant un polímer, és a dir, una proteïna.

Aquestes troballes van servir perquè Fox suggerís que al "brou primitiu" proposat per Oparin i Haldane podien haver-se format aminoàcids que, a l'entrar en contacte amb alguna superfície calenta, promovent l'evaporació de l'aigua, podien formar proteïnes.

Àcid ribonucleic i la vida sobre argila

El químic orgànic Alexander Cairns-Smith va proposar després que les primeres molècules que van fer possible la vida van poder trobar-se sobre superfícies argiloses, les quals no només van ajudar a concentrar-les, sinó que van promoure la seva organització en patrons definits.

Aquestes idees, que van veure la llum en els anys 90, afirmaven que l'argila podia servir com "catalitzadora" en la formació de polímers d'ARN (àcid ribonucleic) actuant, al seu torn, com a suport de catàlisi.

- La hipòtesi de "els gens primer"

Tenint en compte les idees de la formació "espontània" dels polímers orgànics essencials, alguns autors es van donar a la tasca d'imaginar la possibilitat que les primeres formes de vida hagin estat simplement àcids nucleics autoreplicables, com l'ADN (àcid desoxiribonucleic) o l'ARN.

Per tant, es va suggerir que altres elements importants, com les xarxes metabòliques i la formació de membranes, per exemple, s'afegissin posteriorment el sistema "primigeni".

Donades les característiques de reactivitat de l'ARN, molts científics donen suport a la noció que les primeres estructures auto-catalítiques estaven formades per aquest àcid nucleic (evidents com ribozims), hipòtesi conegudes com «el món d'ARN».

D'acord amb això l'ARN va poder, potencialment, haver catalitzat les reaccions que van permetre el seu propi copiat, fent-ho capaç de transmetre informació genètica de generació en generació i, fins i tot, evolucionant.

- La hipòtesi del "metabolisme primer"

D'altra banda, diferents investigadors més aviat recolzaven la noció que la vida va tenir lloc primer en molècules orgàniques "tipus-proteïnes", establint que les formes de vida inicials van poder consistir en xarxes metabòliques "autosustentables" prèvies als àcids nucleics.

La hipòtesi implica que les "xarxes metabòliques" van poder haver-se format en zones properes a respiradors hidrotermals, els quals mantenien un subministrament continu de precursors químics.

Així, les primeres rutes més simples van poder haver produït molècules que actuessin com a catalitzadores per a la formació de molècules més complexes i, eventualment, les xarxes metabòliques van poder haver estat capaços de formar altres molècules encara més complexes, com els àcids nucleics i les grans proteïnes.

Finalment, aquests sistemes autosustentables van poder haver estat "encapsulats" a l'interior de membranes, formant així els primers éssers cel·lulars.

- L'origen de la vida per «necessitat»

Alguns investigadors pertanyents a l'Institut de Tecnologia de Massachusetts (MIT, USA) han contribuït a la formulació d'una teoria que explica l'origen dels primers éssers vius per «necessitat», d'alguna manera "seguint les lleis de la natura" i no per "atzar" o "casualitat".

D'acord amb aquesta teoria, el sorgiment de la vida va ser una qüestió inevitable, ja que es va establir que la matèria generalment es desenvolupa en "sistemes" que, dirigits per una font externa d'energia i envoltats per calor, són més eficients en la dissipació de l'energia.

Els experiments relacionats amb aquesta teoria han demostrat que quan una població d'àtoms aleatoris s'exposa a una font d'energia, aquests s'organitzen entre si per dissipar l'energia més eficientment, suggerint que aquest "re-modelament" eventualment acabaria amb la formació de vida.

La font alterna d'energia va poder haver estat fàcilment el sol, encara que no es descarta d'el tot altres possibilitats.

- Creacionisme

Imatge de Barbara Jackson a www.pixabay.com

El creacionisme és una altra de les teories recolzada per una part important de les societats actuals, principalment per acte de fe. D'acord amb aquest corrent de pensament, l'univers i totes les formes de vida que es troben en aquest van ser creades de la "res" per un Déu.

És una teoria que es contraposa interesantemente amb les teories modernes de l'evolució, les quals busquen explicar l'origen de la diversitat de formes vives sense la necessitat d'un Déu o de qualsevol altre "poder diví" i, moltes vegades, simplement per "atzar ".

Hi ha dos tipus de creacionistes: els bíblics i els de la "terra antiga". Els primers creuen que tot el que s'ha exposat en el capítol de l'Gènesi en la bíblia és literalment cert, mentre que els segons consideren que un creador va fer tot el que existeix, però sense afirmar que la història de l'Gènesi és una història literal.

No obstant això, ambdós tipus de creacionistes creuen que els canvis en els organismes poden implicar canvis en una espècie i també creuen en els canvis "cap avall", com les mutacions negatives, per exemple.

Emperò, no creuen que aquests canvis puguin haver aconseguit l'evolució d'una espècie "inferior" en una espècie "superior" o molt més complexa.

El creacionisme i l'evolucionisme han estat motiu de debats i disputes des de la publicació de les primeres teories evolucionistes i, encara en l'actualitat, les dues visions semblen ser mútuament excloents.

referències

1. Andrulis, ED (2012). Theory of the origin, evolution, and nature of life. Life, 2 (1), 1-105.
2. Choi, C. (2016). Live Science. Retrieved April 26, 2020 from www.livescience.com/13363-7-theories-origin-life.html
3. Horowitz, NH, & Miller, SL (1962). Current theories on the origin of life. In Fortschritte der Chemie Organischer Naturs
4. TN & EL Taylor. 1993. The Biology and Evolution of Fossil Plants. Prentice Hall, New Jersey.
5. Thaxton, CB, Bradley, WL, & Olsen, RL (1992). The mystery of life 's origin. na.
6. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2017). Encyclopaedia Britannica. Retrieved April 26, 2020 from www.britannica.com/topic/creationism