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Abiogênese (portugués brasileño) o Abiogénese (portugués europeo) (del griego a-bio-genesis , "origen no biológico") designa de modo general el estudio sobre el origen de la vida a partir de materia no viva. Sin embargo hay que hacerse distinciones entre diferentes ideas o hipótesis a las cuales el término puede ser atribuido. Actualmente, el término es usado en referencia al origen químico de la vida a partir de reacciones en compuestos orgánicos originados abioticamente. Esta designación sin embargo, es ambígua, pues muchos pequisadores se refieren al mismo proceso utilizando el término 'biogênese'. Ideas antiguas de abiogênese también reciben el nombre de generación espontânea, y esas fueron, hace muy tiempo, descartadas por la ciencia; consistían básicamente en la suposición de que organismos más complejos, de los que se observa diariamente, no se originaran sólo de sus progenitores, pero de cualquier ser inanimado.
El consenso científico actual es que la abiogénese ocurrió aproximadamente entre 4400 millones de años, cuando vapor de agua condensou-si por primera vez en la Tierra ,[1] y 2700 millones de años atrás, cuando la proporción de isótopos estables de carbono (12C y 13 C), hierro y enxofre apunta para un origen biogénica de minerais y sedimentos[2][3] y marcadores biomoleculares indican la existencia de fotossíntese .[4][5] Este tema incluye también la panspermia y otras teorías exogénicas referentes a la posibilidad del origen de la vida ser extra-terrestre o extra-planetária. Estas teorías suponen que el origen de la vida ocurrió en alguna altura en los últimos 13700 millones de años de la evolución del Universo desde el Big Bang.[6]
Los estudios sobre el origen de la vida son un campo limitado de investigación a pesar de su profundo impacto en la biología y en la compreensão del mundo natural. El progreso en este campo es generalmente lento y esporádico, a pesar de atraer la atención de muchos debida a la importancia de la cuestión. Varias teorías han sido propuestas, de entre las cuales la Teoría de Oparin de la sopa primordial y la teoría del mundo del RNA.[7]
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Generación espontânea
Los primeros defensores conocidos de las ideas en ese sentido fueron Anaximandro, su pupilo Anaxímenes, y otros como Xenófanes, Parmênides, Empédocles, Demócrito, y Anaxágoras . Sostenían de modo general que la generación espontânea ocurría, pero en versiones variadas.
El defensor más famoso de esa hipótesis en la antigüidade fue Aristóteles hay más de dos mil años, y en su versión, suponía la existencia de un "principio activo" dentro de ciertas porciones de la materia inanimada. Ese principio activo organizador, que sería responsable, por ejemplo, por el desarrollo de un huevo en el animal adulto, cada tipo de huevo teniendo un principio organizador diferente, en consonancia con el tipo de ser vivo. Ese mismo principio organizador también haría posible que seas vivos completamente formados eventualmente surgieran a partir de la "materia bruta".
La idea era basada en observaciones - descuidadas, sin rigor científico actual - de algunos animales aparentemente surjan de materia en putrefação, ignorando la pre-existencia de huevos o aún de sus larvas. Eso antecedeu el desarrollo del método científico tal como es hoy, no habiendo tanta preocupación en certificarse de que las observaciones realmente correspondieran al que se suponía sean hechos, llevando la falsas conclusiones.
Esas ideas sobre abiogênese eran aceptas comumente hasta cerca de dos siglos atrás. Aún el siglo XIII, había la creencia popular de que ciertos árboles costeiras originaban gansos; se relataba que algunos árboles daban frutos similares la melões , sin embargo conteniendo carneiros completamente formados en su interior. El siglo XVI, Paracelso, describió diversas observaciones acerca de la generación espontânea de diversos animales, como sapos, ratones, enguias y tartarugas, a partir de fuentes como agua, aire, madera podrida, paja, entre otras.
Científicos de todos los campos del saber creían, por ejemplo, que las moscas eran originadas de la materia bruta de la basura. Ya el siglo XVII En respuesta a la dudas de Sir Thomas Browne sobre "se camundongos pueden nacer de la putrefação", Alexander Ross respondió:
- Entonces puede él (Sir Thomas Browne) dude si del queso o de la madera se originan gusanos; o se besouros y vespas de las heces de las vacas; o si mariposas, lagostas, gafanhotos, ostras, lesmas, enguias, y etc, son procriadas de la materia putrefeita, que está apta a recibir la forma de criatura para la cual ella es por poder formativo transformada. Cuestionar eso es cuestionar la razón, senso y experiencia. Si él duda que vaya al Egipto, y allá él irá a encontrar campos llenos de camundongos, prole de la lama del Nilo, para la grande calamidade de los habitantes.:
El médico belga J. B. Van Helmont, que posteriormente fue responsable por grandes experimentos sobre fisiologia vegetal, llegó a prescribir una "receta" para la producción espontânea de camundongos en 21 días. Según él, bastaba que se jugara, en una esquina cualquiera, una camisa sucia (el principio activo estaría en el sudor de la camisa) y semillas de trigo para que dali a 21 días fuera constatada la generación espontânea.
Esas conclusiones erróneas se deben la falta de metodologia pertinente, limitando variables que pudieran traer resultados falsos - como por ejemplo, impedir que ratones ya formados tuvieran acceso a la "receta" que se suponía producir ratones - aliada al pressuposto de que la generación espontânea era aún posible.
Redi
El primer paso en la refutação científica de la abiogênese aristotélica fue dado por el italiano Francesco Redi, que en 1668, probó que larvas no nacían en carne que quedara inacessível a la moscas, protegidas por pantallas, de forma que ellas no pudieran botar allá sus huevos. En sus "Experiencias sobre la generación de insectos", Redi dije:
- Aunque me sienta feliz en ser corregido por alguien más sabio del que yo si haga afirmaciones erróneas, debo expresar mi convicción de que la Tierra , tras haber producido las primeras plantas y animales, por orden del Supremo y Onipotente Creador, nunca más produjo ningún tipo de planta o animal, quiere perfecto o imperfeito…
Redi entonces suponía que la generación espontânea habría ocurrido sólo durante los primórdios de la Tierra. Formuló la hipótesis que lo que aparentava ser generación espontânea en la verdad era oriundo de huevos sean depositados por moscas en el material en putrefação. Admitió la necesidad de probar esa hipótesis. Formuló el experimento entonces de forma a limitar las variables de forma más cuidadosa, dejando mitad de los frascos tapados y otra mitad destampada.
Sin embargo notó que esa metodologia también dejaba algún margen de error. Mientras las tapas de los frascos impedían el acceso de las moscas, impedían también la renovación en el aire en el interior de los frascos, tal vez entonces impidiendo que el "principio activo" propiciara la generación espontânea de los "gusanos". Para dar cuenta de esa parte del problema, aperfeiçoou el experimento, tapando los frascos con gaze, que permitía la entrada de aire. El resultado fue el mismo; aunque "gusanos" no hubieran surgido dentro de la carne dentro de un vaso de vidrio, por haber sido impedido el acceso de las moscas, aparecieron varios en el exterior de la gaze, intentando forzar su entrada, los cuales fueron removidos por Redi.
Así, siglo XVII en fue gradualmente siendo demostrado que, al menos en el caso de todos los organismos fácilmente visibles, la generación espontânea no ocurría, y que cada ser vivo conocido era proveniente de una forma de vida pre-existente, la idea conocida como biogênese.
Needham y Spallanzani.
La invención y aperfeiçoamento del microscópio renovaron aceptación la abiogênese. En 1683, Anton van Leeuwenhoek descubrió los microrganismos, e inmediatamente fue notado que no importaba el quão cuidadosamente la materia orgánica fuera protegida por pantallas, o fuera colocada en recipientes tapados, una vez que la putrefação ocurriera, era invariablemente acompañada de una miríade de bacterias y otros organismos. No se creía que el origen de esos seres estuviera relacionada la reproducción sexuada, entonces su origen acabó siendo atribuida a la generación espontânea. Era tentador pensar que mientras formas de vida "superiores" surgieran sólo de progenitores del mismo tipo, hubiera una fuente abiogênica perpetua de la cual organismos vivos en los primeros pasos de la evolución surgían continuamente, dentro de condiciones favorables, de la materia inorgânica.
John Needham, en 1745, realizó nuevos experimentos que vinieron a reforzar la hipótesis de la vida poder originarse por abiogênese. Consistían en calentar en tubos de ensayo líquidos nutritivos, con partículas de alimento. Los cerraba, impidiendo la entrada de aire, y los calentaba nuevamente. Después de varios días, en esos tubos proliferavam enormes cantidades de pequeños organismos. Esos experimentos fueron vistos como gran refuerzo la hipótesis de la abiogênese.
Pero en 1768, Lazzaro Spallanzani criticó duramente la teoría y los experimentos de Needham, a través de experimentos similares, pero habiendo hervido los frascos cerrados con jugos nutritivos durante una hora, que posteriormente fueron colocados de lado durante algunos días. Examinando los frascos, no se encontraba cualquier señal de vida. Quedó de esa forma demostrado que Needham falló en no calentar suficientemente a punto de matar los seres pre-existentes en la mezcla.
Eso sin embargo no fue suficiente para descartar por completo la hipótesis de la abiogênese. Needham replicó, sugiriendo que al calentar los líquidos la temperaturas muy altas, pudiera estar destruyéndose o enflaqueciendo el "principio activo". La hipótesis de abiogênese continuaba siendo acepta por la opinión pública, pero el trabajo de Spallanzani pavimentou el camino para Louis Pasteur.
Pasteur
Fue principalmente debido al grande biólogo francés Louis Pasteur, en 1862, que la ocurrencia de la abiogênese en el mundo microscópico fue refutada tanto en cuanto a ocurrencia en el mundo macroscópico. Contra el argumento de Needham sobre la destrucción del principio activo durante la fervura, él formuló experimentos con frascos con "cuello de cisne", que permitían la entrada de aire, al tiempo que minimizaban considerablemente la entrada de otros micróbios por vía aérea.
De esa forma, demostraba que la fervura en sí, no quitaba la capacidad de los líquidos de mantener la vida, bastaría que organismos fueran en ellos introducidos. El impedimento del origen de la vida por falta del principio activo, también puede ser descartado, ya que el aire podía entrar y salir libremente de la mezcla. El recipiente con "cuello de cisne" permaneció en esas condiciones, libre de micróbios durante cerca de un año.
Nicolas Appert
Nicolas Appert aprovechó las ideas de Spallanzani de hervir frascos y pasó a hervir alimentos y los guardas en vidrio.
La generación espontânea es descartada
Más tarde, se descubrió que esporos de bacterias están tan envueltos en membranas resistentes al calor, que sólo prolongada exposición al calor seco, tostador, puede ser reconocida como proceso eficiente de esterilización. Además de eso, la presencia de bacterias, o sus esporos, es tan universal que sólo precauciones extremas pueden evitar la reinfecção de material esterilizado. Fue de esa forma concluido definitivamente que todos los organismos conocidos surgen sólo de organismos vivos pre-existentes, lo que recibe el nombre de "ley" de la biogênese.
Si todos los seres son provenientes de sus ancestrais, eso conduce lógicamente la idea de ancestralidade común universal, pero suscita la pregunta de cómo habría surgido el primero ser vivo. La abiogênese - como origen de la vida a partir de materia no viva - debe ser necesariamente asumida a menos que se suponga que la vida haya siempre existido. Estando esa hipótesis descartada, ella debe haber surgido, y de algo que no era vivo. Estando también descartadas las teorías aristotélicas de abiogênese, nos restan los conceptos modernos aún no conclusivos sobre como exactamente eso habría ocurrido.
Origen químico de la vida
Ver artículo principal: Los experimentos de Louis Pasteur refutaram a abiogênese aristotélica, o generación espontânea, pero no dicen nada en cuanto al origen químico de la vida - también llamada de biopoese (del griego bio, vida, + poiéo, producir, hacer, crear), evolución química, quimiossíntese, o aún, biogênese por Teilhard de Chardin. Esa forma de abiogênese supuestamente ocurrió bajo condiciones totalmente diferentes, dentro de periodos de tiempo muy mayores, no siendo algo que se suponga poder ocurrir a cualquier instante, u hoy día. El propio Charles Darwin percibió impedimentos básicos para que eso ocurriera:
- Se acostumbra decir frecuentemente que todas las condiciones necesarias para el surgimento de un ser vivo se encuentran presentes ahora como siempre se encontraron. Pero se (y como es grande ese si!) nodos pudiéramos imaginar que, los días de hoy, en alguna poçazinha tépida, con todos tipos de sales amoníacos y fosfóricos, luz, calor, electricidad, etc., estando presentes, un compuesto protéico estuviera químicamente formado y pronto para sufrir cambios más complejos, tal compuesto sería inmediatamente devorado o absorbido, lo que no habría ocurrido antes de los seres vivos hayan sido formados.
Además de eso, diferentemente de la abiogênese aristotélica, el concepto actual no propone el origen espontânea de formas de vida complejas, de algo similar cualquiera de las especies actuales, pero en vez de eso un origen más singular de la vida, transcurriendo de un complejo proceso gradual, con varios estágios. La vida en esos estágios probablemente diferiría mucho de las formas actuales a punto de hacer incierta su clasificación como "vida", así como la delimitación entre la "vida" y "no vida", de forma similar a la situación en que los virus y príons se encuentran hoy.
En los últimos 120 años, se supo que no hay diferencia entre materia viva y la "bruta" o "inanimada". Los seres vivos no son compuestos de algo fundamentalmente diferente de otros objetos, ni tienen un "principio activo" que les da la vida. Carbono, hidrogênio, oxígeno y nitrogênio son los elementos predominantes de los seres vivos, y también se encuentran fuera de ellos. La vida es una cuestión de organización material de compuestos formados por esos elementos. La abiogênese entonces se daría a través de procesos y etapas que cumulativamente produjeran la organización básica de los seres vivos. El químico Friedrich Wöhler, aún en 1828, demostró que compuestos orgánicos pueden formarse a partir de substancias inorgânicas en laboratorio. Más tarde, los químicos descubrieron que los principales "ladrillos" de la vida, aminoácidos, nucleotídeos y lipídios, pueden todos formarse, bastando existan fuentes de carbono, nitrogênio, y energía.
No hay una teoría sólo para el proceso, pero varias diferentes posibilidades, sin que cualquiera una sea vista como definitivamente mejor que la otra, a pesar de haber las que son más populares. De gran valor histórico se puede citar la teoría de la "sopa primordial", del científico ruso Aleksandr Ivanovitch Oparin, con ideas similares a la formuladas independientemente por J. B. S. Haldane, ambos en la década de 1920 . Hipotetizavam que una serie de reacciones envolviendo la supuesta química atmosférica en la Tierra primordial culminarían con el origen de la vida.
Hipótesis Oparin-Haldane o Hipótesis Heterotrófica
Según Oparin, en ambiente aquoso, compuestos orgánicos habrían sufrido reacciones que iban llevando a niveles crecientes de complejidad molecular, eventualmente formando acumulaciones colóides, o coacervados . Esos coacervados serían aptos a alimentarse" rudimentarmente de otros compuestos orgánicos presentes en el ambiente, de forma similar a un metabolismo primitivo. Los coacervados no eran aún organismos vivos, pero al se formen en enormes cantidades, y se choquen enmedio aquoso durante un tiempo muy largo, eventualmente alcanzarían un nivel de organización que de ese la propiedad de replicación. Surgiría ahí una forma de vida extremadamente primitiva.
Haldane suponía que los océanos primordiales funcionaran como un inmenso laboratorio químico, alimentado por energía solar. En la atmósfera, los gases y la radiação UV originarían compuestos orgánicos, y en el mar formaría-se entonces una sopa caliente de enormes cantidades de monômeros y polímeros. Grupos de esos monômeros y polímeros adquirirían membranas lipídicas, y desarrollos posteriores eventualmente llevarían a la primeras células vivas.
Estaban al menos parcialmente correctos, en cuanto a origen de aminoácidos y otros ladrillos básicos de la vida, como se comprobó con el experimento de Urey-Miller, en 1953, que simulaba esas condiciones atmosféricas, y lo de Juan Oró en 1961. Los experimentos fueron repetidos con diversas atmosféricas hipotéticas, siempre obteniendo resultados similares.
Posteriormente, Sidney Fox llevó el experimento un paso adelante haciendo que esos ladrillos básicos de la vida se unieran en proteinóides - moléculas polipeptidicas similares la proteínas - por simple calentamiento. En el trabajo siguiente con esos aminoácidos y pequeños peptídeos fue descubierto que ellos podían formar membranas esféricas cerradas, llamadas de microesferas . Fox las describió como formaciones de protocélulas , creyendo que fueran un paso intermediario importante en el origen de la vida. Las microesferas tenían dentro de su envoltório un medio aquoso, que mostraba movimiento similar la ciclose . Eran capaces de absorber otras moléculas presentes en su ambiente; podían formar estructuras mayores fundiéndose unas con las otras, y en ciertas situaciones, se destacaban protuberancias minúsculas de su superficie, que podían separarse y crecer individualmente.
Las investigaciones en ese sentido no pararon por ahí, siendo aún muy importantes los experimentos e hipótesis levantadas por nombres como Manfred Eigen, Sol Spiegelman, Thomas Gold, A. G. Cairns-Smith, y una serie de otros trabajos más actuales.
Religión
Todas las religiones tienen sus mitos o historias sobre la creación de la vida y el origen del hombre. Estos mitos no deben ser confundidos con la ciencia de la abiogénese. Para los mitos de creación de las respectivas religiones consulte Adão y Eva para el mito judaico-cristiano. Para la concepción budista, vea el artículo sobre budismo. Para la concepción de los antiguos griegos, vea Caos.
Referencias
- ↑ Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck and Colin M. Graham, Evidence from detrital zircons sea the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago, Nature 409, 175-178 (2001) doi:10.1038/35051550
- ↑ www.journals.royalsoc.ac.uk/content/01273731t4683245/. Página visitada en 2007-07-10.
- ↑ geology.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/34/3/153. Página visitada en 2007-07-10.
- ↑ www.journals.royalsoc.ac.uk/content/887701846v502u58/. Página visitada en 2007-07-10.
- ↑ www.journals.royalsoc.ac.uk/content/814615517u5757r6/. Página visitada en 2007-07-10.
- ↑ map.gsfc.nasa.gov/m_mm/mr_actúa.html. Página visitada en 2007-07-10.
- ↑ Chapter 6, last section in Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K and Walter P, Molecular Biology of the Cell, 4th Edition, Routledge, March, 2002, ISBN 0-8153-3218-1.
- Biological Sciences Curriculum Study (1970). De las Moléculas al Hombre, Vol. I. Edart - São Paulo
- John S. Wilkins (2004). Spontaneous Generation and the Origin of Life. The Talk.Origins Archive[1].
Ver también
