La Cosmología Biológica: Los multiversos como concepto inédito del Origen de la Vida…

"La Física es como el sexo: seguro tiene una utilidad práctica, pero no es por eso que lo hacemos." (Richard Feynman)

"Cada célula viva, aún la bacteria más simple, reboza con artefactos moleculares que despertarían la envidia en cualquier nanotecnólogo". FEFL en El Origen de la Vida en la Tierra

Introducción

Una cierta mañana, hace cientos de miles de años, un hombre y la mujer con quien entonces compartiera su existencia en el período paleolítico; despertándose en la alborada, se preguntaron, entre ellos — después del temor causado por la erupción de una montaña remota, la noche anterior — ¿Por qué estamos aquí, por qué somos tan vulnerables, y por qué no podemos explicar los fenómenos que nos rodean, o anticipar lo que nos aguarda en el futuro?

¿Por qué?

Por supuesto, basados en lo que hoy conocemos, ese diálogo nunca pudo haber tenido lugar por muchas razones.

Lo importante es que nuestro género ha estado por siempre en busca de la solución de los enigmas que rodean nuestra inexplicable existencia en este mundo indescifrable.

Entre nuestras deliberaciones más recientes, el mes de septiembre del 2011, se publicó un artículo acerca de la síntesis de la vida inorgánica, lo que, sin duda — aunque aparezca como un oxímoron, o paradoja — dará nacimiento a una nueva rama del conocimiento: La Biología Inorgánica. (Para leer más: http://www.physorg.com/news/2011-09-scientists-inorganic-life.html).

Esta ponencia es acerca de nuevas vistas y nuevos horizontes en el cambiante mundo de las ciencias.

Para evitar penetrar en campos controversiales, es necesario admitir que la vida — como concepto — es casi imposible definir. Y que, como los substratos morfológicos de los seres vivos son inorgánicos, que, por ende, toda vida — del modo como la conocemos — es de origen inorgánico.

Esta lección, es una reevaluación de previas ponencias, aspirando a lograr una síntesis final de nuevos conceptos en la cosmología biológica, disciplina, la cual, como las neurociencias, nos inspira a seguir nuevos derroteros investigativos cada día que pasa.

Demócrito

Esta lección es, acerca de la Cosmología Biológica

La que, como hacen las ciencias del comportamiento, intenta construir un puente de entendimiento, con otras disciplinas, para explicar y desarrollar la noción de que el universo, y nosotros, como parte intrínseca del mismo, somos estructuralmente indivisibles.

Nosotros, no solo pertenecemos al infinito, sino que, asimismo somos parte constituyentes del mismo.

En otras palabras, que somos polvo cósmico.

Constituimos parte de un arcano que nos deja perplejos cuando tratamos de sondear su significado y sus orígenes.

En el principio…

En el siglo V AEC, el filósofo griego Demócrito presagió que toda materia estaba constituida de átomos minúsculos e indivisibles que venían en varias formas y consistencias. Algunos duros y otros blandos, algunos suaves y otros espinosos.

Igualmente sucede con las partícula quark de Murray Gell-Mann, dotadas de "sabores".

Sus pronósticos siendo acertados

En el siglo XIX los científicos descubrieron que las propiedades físicas de los átomos se repetían periódicamente, creando una Tabla Periódica, para reflejar este hecho, aunque el origen de esos patrones permanecería un misterio.

Tuvo que esperarse hasta el siglo XX hasta que los científicos reconocieran que las propiedades de un átomo estaban determinadas por el número y localización de sus electrones, las partículas subatómicas que orbitan su núcleo.

Hoy sabemos, que todos los átomos más pesados que el helio, fueron, en el principio, creados en los crisoles termonucleares de las estrellas.

La historia de la ciencia, actualmente, puede ser concebida como si fuera una refundición de la explicación de fenómenos que pueden ser entendidos en términos de sus principios y causas fundamentales.

Entre los ya entendidos, y totalmente explicados, están: El color azul del cielo, las órbitas de los planetas, el ángulo de la estela de un bote surcando un lago, los patrones hexagonales de los copos de nieve, el peso de una ave en vuelo, la temperatura del agua hirviendo, el tamaño de las gotas de lluvia, la forma circular del sol, entre cientos de otros.

Todos esos fenómenos y muchos más han sido expuestos como consecuencias necesarias de las leyes fundamentales de la Naturaleza.

Leyes, que fueran descubiertas por seres humanos.

Estas tendencias tradicionales e históricas, puede que estén llegando a su punto final.

Eventos dramáticos provenientes de hallazgos cosmológicos y del pensamiento científico han estimulado a que algunos de los más prestigiosos físicos propongan que nuestro universo es solo uno entre muchos en existencia, con tremendas propiedades variadas y diferentes, y que, algunos de los aspectos básicos de nuestro propio infinito son simple accidentes, resultados del albur cósmico.

En cuyo caso, no existe esperanza alguna de algún día, poder explicar, las características de nuestro éter en términos de causas y efectos.

Giordano Bruno

Enorme tarea

En el siglo XVI, el astrónomo Giordano Bruno (1548-1600) fue sacrificado en las piras de la Inquisición por haberse adelantado a los astrofísicos de hoy.

Para leer más: http://www.monografias.com/trabajos89/cosmogonia-al-servicio-del-equilibrio-emocional/cosmogonia-al-servicio-del-equilibrio-emocional.

Si otros universos existen, tal vez sería imposible decir cuán distante entre ellos, éstos pueden estar, o, y — si, de veras — éstos existen simultáneamente en la dimensión del tiempo, precisar dónde se encuentran, aunque el espacio entre ellos sea indeterminado.

De otros mundos existir, algunos pueden tener estrellas y galaxias como el nuestro. Otros pueden que sean irreconciliablemente distintos.

Algunos pueden ser finitos en sus dimensiones, mientras que otros pueden ser infinitos.

Los físicos denominan la suma total de los universos posibles, como el "multiverso".

Lo que conduce a Steven Weinberg (ganador del Premio Nobel de la Física) a expresar lo siguiente:

"En este mismo instante hemos llegado a una bifurcación histórica en el camino que transitamos para entender las leyes de la Naturaleza.

"Si la idea del multiverso es correcta, el tenor de las físicas fundamentales cambiará radicalmente".

De todos los científicos, los más afectados por la analogía de la "bifurcación en el camino", propuesta por Weinberg, serían los físicos teóricos.

Veamos la razón

La física teórica, es la más profunda y la más depurada de todas las ramas de la ciencia.

Es la vanguardia de la sabiduría más cercana a la filosofía y a la religión.

Los científicos experimentales se ocupan a la observación y medidas del cosmos, determinando lo que existe, no importa cuán extraño parezca.

Los físicos teóricos, por su parte, no se contentan con observar el universo. Ellos quieren saber el por qué de todas las cosas.

Ellos persiguen la explicación de las propiedades del cosmos en términos de unos cuantos principios y parámetros fundamentales.

Esos principios fundamentales, a su vez, conducen a las "leyes de la Naturaleza", que gobiernan el comportamiento de toda la materia y de toda la energía.

Multiverso

Un ejemplo de un principio fundamental en física, que fuera propuesto por Galileo en el 1632 y avanzado por Einstein en el 1905, es el siguiente:

Todos los observadores viajando a una velocidad constante, relativa entre ellos, deben de observar leyes idénticas de la Naturaleza.

De este principio, Einstein derivó su teoría especial de la relatividad. (Para leer más: http://www.monografias.com/trabajos47/teologia-relatividad/teologia-relatividad).

Un ejemplo de un parámetro fundamental es la masa de un electrón, considerado una, de aproximadamente una docena, de "partículas elementares" en la Naturaleza.

En lo que a los físicos respecta, mientras menos principios fundamentales y parámetros, mejor para ellos.

La esperanza, y creencia, en esta manera de pensar, ha sido siempre, que un solo universo es todo lo que es posible, como si fuese un rompecabezas con una sola solución.

Hasta muy recientemente, todos los físicos estudiaban ese único universo que "existe" — como siendo el nuestro — en el cual todo puede ser calculado, previsto y entendido.

Sin embargo, dos teorías en la física: la inflación eterna y la teoría de cuerdas, sugieren que los mismos principios fundamentales de donde derivan las leyes naturales pueden llevarnos a muchos universos diferentes y consistentes entre ellos mismos, aunque posean muchas propiedades distintas.

Evidentemente, las leyes fundamentales de la Naturaleza, no se detienen en aceptar la noción de que existe un solo universo, sino que consideran la posibilidad de que existan vastos números de universos, y que nosotros vivimos en uno que fuera accidental.

Prosigamos

En los años 1970"-1980"s se creía que los físicos habían determinado con precisión tres de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza:

La potencia nuclear fuerte, que une los núcleos atómicos; la débil, que es responsable por algunas formas de desintegración radioactiva; y la fuerza electromagnética que existe entre partículas cargadas eléctricamente.

Entonces, se contemplaba el prospecto de coligar la teoría conocida como la física cuántica con la teoría de Einstein de la cuarta fuerza — la gravedad — consolidándolas en lo que los físicos llamaron La Teoría de Todo, o la Teoría Final.

Por ahora, el optimismo inicial se ha desvanecido, para la pesadumbre generalizada de los físicos.

El valor relativo de la existencia de los multiversos

Esta idea, puede servir para explicar un aspecto de nuestro universo que ha aguijoneado el interés de determinados científicos por muchos años:

De acuerdo a ciertos cálculos, si los valores de algunos de los parámetros fundamentales de nuestro universo fueran ligeramente mayores o ligeramente menores, la vida nunca pudo haber surgido.

Por ejemplo, si la fuerza nuclear fuera unos pocos valores de porciento superiores de lo que actualmente es, entonces, todos los átomos de hidrógeno en el universo naciente se hubiesen fundido entre sí para formar helio, sin dejar ningún átomo de hidrógeno libre.

No hidrógeno, significa, no agua.

Aunque no sepamos con certeza cuáles son todas las condiciones necesarias para dar origen a la vida como la conocemos, todos los científicos concurren en que el agua es factor imprescindible.

Por la otra parte, si la fuerza nuclear fuera sustancialmente más débil de lo que, actualmente, es, entonces, los átomos complejos, necesarios para la subsistencia, no lograrían mantenerse unidos.

Electrón

Otro ejemplo. Si la relación entre las fuerzas de la gravitación y electromagnéticas no fueran tan precisas como lo son, el cosmos no contendría estrellas que explotan y despiden sustancias químicas en el espacio, que soportan la vida, u otras estrellas, que forman los planetas.

Ambas formas de estos astros, constituyen elementos esenciales para permitir la emergencia de la vida, como la entendemos.

Es como, si estos valores hubiesen sido ajustados exquisitamente para permitir el desarrollo del elán vital.

Fue el reconocimiento de este delicado ajuste que inspiró al físico británico, Brandon Carter, a articular su famoso Principio Antrópico, que reza que el universo posee los parámetros que posee, porque nosotros estamos aquí para poder observarlos.

En efecto, el principio antrópico en su forma más básica se puede considerar casi un lugar común ya que indica que cualquier teoría sobre la naturaleza del universo debe permitir nuestra existencia como seres humanos y entes biológicos, basados en el carbono, en este momento y lugar concretos del universo.

Diseño inteligente

Que el universo surgió para permitir la vida.

En otras palabras, "si un árbol cayó al suelo en una foresta, y nadie lo escuchó, ¿hizo algún ruido?"

Entonces, nos preguntamos, ¿por qué razón debería el hombre "preocuparse" acerca de la existencia de la vida, si ésta se considera inmanente?

Nadie, que yo conozca, se "preocupa" por la existencia del sol o la de la luna.

¿Por qué no nos contentamos con saber que existimos y nada más?

Una respuesta adecuada sería la que propone la existencia de un diseño o designio inteligente, o quizás ambos, lo que todo lo resuelve.

A través de nuestra historia reciente, teólogos, filósofos y, algunos científicos, han usado la noción del principio del "ajuste de precisión" acompañada por el principio antrópico, como evidencia tangible de la existencia de un Dios creador.

Por ejemplo, en una conferencia reciente de Cristianos Eruditos en la Universidad de Pepperdine, en Malibú, California, Francis Collins, prominente genético y director del prestigioso Instituto Nacional de la Salud estadounidense (NIH), expresó lo siguiente: "Para que nuestro universo, con tantos potenciales disruptivos contra la emergencia de cualquier forma de vida, permitiera que ésta surgiera, todos los factores requerirían una posibilidad extrema de precisión. Entonces, es cuando se puede apreciar las manos de un Creador que estableció los parámetros para que así sucediera…"

Sin embargo, el designio, o diseño inteligente, es una respuesta al ajuste de precisión que no satisface a la mayoría de los científicos.

La noción del multiverso, por su parte, ofrece otra alternativa, ya que es posible que existan algunos universos capaces de propiciar la emergencia de la vida, como sucediera en el mismo en que vivimos.

El ajuste de precisión ofrece una solución al rompecabezas que no requiere la presencia de un Diseñador o la benevolencia de un Creador.

Energía oscura

El ejemplo más elocuente del ajuste de precisión, es la detección de la llamada energía obscura.

Hace unos veinte años que, por medio del uso de telescopios robóticos en Arizona, Hawái y en Chile, los astrónomos descubrieron que la expansión del universo se está acelerando y sigue ganando momento.

Los científicos han designado la fuerza responsable por este fenómeno de anti-gravedad, la energía oscura, que se mantiene oculta en algún lugar en el espacio vacío.

Así, es como ellos piensan.

Esta energía oscura, se postula que representa tres cuartas partes de la fuerza total del cosmos.

La energía oscura, puede estar asociada con — la potencia, hasta ahora inobservada, conocida como el Bosón de Higgs (o la Partícula de Dios) — la que, a menudo, se invoca para explicar la razón por la cual ciertas formas de materia poseen masa.

En algo, en que todos los científicos concurren, es en que si en nuestro universo la cantidad de energía oscura fuera solo levemente diferente, la vida nunca pudo haber surgido.

Un poco más, y el universo nunca pudo haberse equilibrado dentro de sí mismo para formar estrellas y como resultado poder formar los átomos engendrados por las mismas.

Y, un poco menos, y el universo se hubiera desacelerado tan rápidamente que hubiera re-colapsado antes de haber logrado formar, aun los más simples de los átomos.

Lo que filosóficamente resulta en la realización de que somos un universo accidental, y de que, aunque, aquí estamos para demostrarlo. Lo que aún no sabemos son dos cosas:

Por qué y cómo estamos aquí.

Confrontados con estas cuestiones desconcertantes, el concepto del multiverso es persuasivo, porque: explica el ajuste de precisión, concuerda con la nueva teoría de la inflación eterna, con la teoría de las cuerdas, y con todas las nuevas concepciones teóricas de las físicas.

Hasta ahora, eso es…

Para el propósito de esta lección, es de importancia recalcar que ninguna de las nuevas teorías conocidas posee el soporte experimental de las conjeturas que las precedieron, y que todas pueden terminar siendo falsas.

Así que los teóricos pueden dejarnos en la situación de creer en lo que no se puede ni ver ni es posible demostrar.

En otros trabajos ya hemos comentado en el hecho de que la física moderna se asemeja mucho a la religión.

Lo que no nos resulta extraño, ya que los teólogos, tanto como los físicos — como ya hemos visto — están acostumbrados a basar gran parte de sus creencias en la fe.

Los científicos, nunca se acostumbrarán — dicen ellos — al uso de la fe, aunque es lo que hacen gran parte del tiempo.

Todo lo que podemos esperar es que algún día produciremos otras predicciones acerca de la existencia de los multiversos y que las podremos confirmar para que cesen siendo meras conjeturas.

Célula viviente

Hasta entonces, fe, ilusión, y especulación — en las ciencias físicas — son parte del ateísmo como religión agnóstica.

Prosigamos, entonces, con la segunda parte de esta ponencia.

Orígenes inorgánicos de la vida orgánica

Todas las células de los organismos vivos contienen ribosomas, que son pequeñas estructuras distribuidas por todo el citoplasma y que también se encuentran concentradas en ciertos lugares en particular, como en el retículo endoplásmico rugoso, y dentro de los cloroplastos y las mitocondrias.

En los ribosomas es donde tiene lugar uno de los pasos más importantes de la fabricación de proteínas en el interior de la célula. Por ello se dice frecuentemente que los ribosomas son las fábricas de proteínas celulares.

Esta sección es acerca de descubrimientos muy recientes en la síntesis dentro del laboratorio del ácido ribonucleico (ARN) que arrojan nuevas posibilidades a la dilucidación de los orígenes de la vida en nuestro planeta.

La dolce vita

Mucho se ha escrito y mucho material existe que cubre un sujeto tan importante como es el origen de la vida en el único planeta donde, su presencia, se ha constatado.

Hasta hace muy poco tiempo se creía que la emergencia de organismos vivos en nuestro mundo fue resultado de una combinación de factores fortuitos que aparecieron en el cosmos, porque iban a aparecer, a pesar de que los chances de que éstos sucedieran, se consideraban que fueran casi imposibles.

Es como si tratáramos de situarnos en la mente de Stephen Weinberg cuando este científico escribiera su famoso libro The First three minutes: A Modern View of the Origins of the Universe.

Big bang

Veamos lo que este investigador, a quien nos refiriéramos en párrafos anteriores, nos dice, pero, asimismo, ha llegado el momento de saber quién es.

Stephen Weinberg recibió su doctorado en la física teórica de la Universidad de Harvard y enseñó por varias décadas en la Universidad de Texas.

En el 1979 recibió el Premio Nobel en Física, habiendo colaborado, durante su carrera, con Richard Feynman y con muchos otros de los científicos más destacados en este campo del intelecto.

Weinberg ganó el Premio Nobel en Física junto con Abdus Salam y Sheldon Lee Glashow por combinar el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil en el "Modelo electrodébil".

Su excelente contribución a la popularización de la ciencia, divulgado bajo el título The First Three Minutes, es un libro extraordinario en el mundo de la astronomía y de la astrofísica, porque, a pesar de haber sido publicado hace más de treinta años, aún permanece como uno de los clásicos que cubren la supuesta "historia" del universo.

La narración nos traslada, en una jornada retrospectiva, y exhilarante, hasta la Época de Plank (10^-43 segundos luego del Big Bang). Asimismo el autor revisa como asuntos de importancia, la relevancia de la Teoría de la Relatividad (predictiva de la fuerza del Big Bang), el desplazamiento al rojo de la Ley de Hubble (manifestación de que el universo se está expandiendo), así como la existencia del Trasfondo de Microondas Cósmicas que en el universo existe. Conocimiento, este último, que fuese contribuido en el 1960 por Ralph Wilson y Arno Penzas.

Lo, hasta ahora, conocido

Creemos saber, cómo se originó el universo, y por ende, creemos saber cómo se originó, a su vez, el planeta Tierra.

Lo que no sabemos, con certidumbre, es cómo se originó la vida en este mundo, aunque muchas hipótesis abundan en este respecto. Algunas que son científicas, otras que pretenden serlo, y otras que ni tan siquiera aspiran a serlo.

En mi contribución a esta materia, titulada, El principio antrópico como fulcro, una especie de "explicación" se avanza, la que aquí reproducimos para iluminar a quienes deseen consultarlo:

La Creación del hombre

"El origen de la vida

"Según las teorías actualmente aceptadas, hace unos 17.000 millones de años, el universo comienza con el Big-Bang, la explosión primordial –una singularidad, una fluctuación cuántica del espacio-tiempo, como la llaman, que se produjo cuando toda la materia estaba concentrada en un solo punto. La temperatura y la densidad eran inconmensurables. Inicialmente se formaron sólo átomos de hidrógeno y helio. Los efectos de la explosión, según esta teoría, son detectables aún hoy mientras el universo continúa expandiéndose. En tanto, mientras la temperatura disminuía y la materia se compactaba, se formaron nubes de gas bajo la acción creciente de la fuerza de gravedad hasta alcanzar densidades de una magnitud tal capaz de producir la fusión de los núcleos atómicos. Se formaron así las primeras estrellas en un sorprendente equilibrio entre la fuerza de gravedad implosiva y la energía nuclear explosiva liberada por la fusión. Además de energía, la fusión determinó la constitución de todos los demás núcleos atómicos, entre los cuales se hallarían los núcleos de carbono. El ciclo de estas estrellas de primera generación terminó cuando se consumió todo el combustible nuclear y la fuerza de gravedad se impuso, haciéndolas colapsar y provocando su explosión final. Los átomos que se habían producido en el crisol estelar se diseminaron y comenzó un nuevo ciclo, con otras estrellas, entre ellas nuestro Sol, y alrededor de las estrellas, planetas, entre ellos nuestra Tierra." (Para seguir leyendo: /trabajos48/principio-antropico/principio-antropico).

Dentro de la estructura de la citada ponencia se describen en detalle las varias hipótesis que, conjuntamente, tratan de explicar el origen de la vida por medio de accidentes fortuitos donde la presencia del carbono representa ser el elemento esencial.

Hasta muy recientemente, se había supuesto que los conocimientos que estaban ya a nuestra disposición habían logrado resolver este misterio de los misterios.

Pero no es así, como adelante tendremos la oportunidad de apreciar.

Como parece ser lo acostumbrado con las ciencias genéticas todo lo "conocido" está siempre sujeto a revisión y cambio.

¿Qué vino primero?

¿ADN o ARN?:

Es el acertijo, del huevo y la gallina que menciono, en mi artículo Música, Evolución y Destino… donde expreso lo siguiente:

"El acertijo mismo proviene de la vernácula: ¿qué vino primero: el huevo o la gallina? Ya que las gallinas ponen huevos y de ellos provienen las gallinas — que, a su vez, ponen los huevos. Créanlo, o no. Una inocente locución circular, llena de ambigüedades, como antes dijéramos, condujo a los filósofos antiguos a debatir el cómo se originaron la vida y el universo."

¿Quién, entonces, nos explica los orígenes de la vida? ¿Los filósofos, los neurocientíficos, los teólogos, los ateístas, los genéticos, los psiquiatras, los psicoanalistas, los políticos, los adictos o los químicos?

Quizás, todos a su mejor manera, pueden lograrlo…

Pero, para proseguir con esta tesis es necesario repetir, que, de entre todos los candidatos mencionados, los científicos, poseen las mejores de las credenciales que, hasta ahora, existen para lograr este propósito — aunque todavía, muchos expresan que el origen de toda la vida está contenido en Génesis 1:26-1:27, veamos, entonces, cómo este pasaje bíblico nos dice que sucediera:

"1:26 Y dijo Dios: "Hagamos al ser humano a nuestra imagen, como semejanza nuestra, y manden en los peces del mar y en las aves de los cielos, y en las bestias y en todas las alimañas terrestres, y en todas las sierpes que serpean por la tierra"."1:27 Creó, pues, Dios al ser humano a imagen suya, a imagen de Dios le creó, varón y mujer los creó."

Allá ellos, diría Weinberg, ateo consumado, cuya frase más famosa consiste en:

"La religión es un insulto a la dignidad humana. Con o sin religión siempre habrá buena gente haciendo cosas buenas, y mala gente haciendo cosas malas. Pero para que la buena gente haga cosas malas hace falta la religión…"

Volviendo al terreno de lo científico, basado en todos nuestros conocimientos actuales, podemos considerar algo nuevo.

Veamos

Para poder explicar el origen de la vida, los científicos deben de analizar, en detalle, los elementos que la componen.

Los tres ingredientes más importantes para estos fines son el ADN, el ARN y las proteínas.

El ADN (ácido desoxirribonucleico)

Casi toda la materia viviente usa el ADN para codificar su información genética. La única excepción notable a esta regla son los virus, los que usan una versión de simple cadena del ADN, conocida como el ARN.

El resto de los seres vivientes, asimismo poseen ARN en sus células, pero éste desempeña otras funciones.

Algunas moléculas ARN son copias de genes que nuestras células usan como plantillas para construir proteínas. Otras pueden silenciar genes; mientras que otras, actúan como sensores, o asisten en la producción de diferentes aminoácidos. Este tipo de evidencia ha conducido a un número de investigadores a argumentar que la vida, como es para nosotros conocida — con ADN, ARN, y proteínas — comenzó simplemente con el ARN.

En un mundo, así constituido, llamado el "Mundo ARN". El ARN, actuaría como ADN (almacenando información genética), y proteínas (llevando a cabo reacciones químicas), participando, asimismo, en la construcción de nuevas moléculas de ARN.

Caldo primordial

Esta hipótesis es muy ambiciosa y, definitivamente no muy simple de someter a prueba.

Nadie aún ha descubierto ningún organismo viviente basado en la estructura del ARN, así que, si en alguna época anterior el Mundo ARN existió, sus habitantes deben de haber sido llevados a su extinción final cuando algunos de ellos dieron nacimiento a un mundo basado en el ADN.

Pero, todavía nos queda una pregunta de la mayor importancia por contestar: ¿De dónde provino el ARN que, en el principio, existiera?

Una posibilidad para ello sería que los elementos básicos existentes en una Tierra sin vida, reaccionaron entre ellos para engendrar el ARN.

¿Pero cuándo, cómo y dónde?

Por varias décadas algunos científicos han estudiado la química de ciertos ingredientes posibles — como son el cianuro y el formaldehido — para determinar si ellos podrían combinarse y constituir las primeras moléculas biológicas.

Los esfuerzos que se han hecho han resultado en un verdadera ordalía que, en cierta manera, los investigadores se han auto-impuesto.

Porque ellos tratarían de lograr sus propósitos utilizando los métodos obvios, para tratar de espolear a una Naturaleza impasible.

Así fue como se efectuara el clásico Experimento de Miller-Urey

Experimento de Miller-Urey

El experimento de Miller-Urey representa la primera demostración de que se pueden formar espontáneamente moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples, en condiciones de laboratorio adecuadas.

Miller Urey

En 1953 Stanley L. Miller (1930-2007), un estudiante de doctorado de la Universidad de Chicago propuso a su director Harold Urey, realizar un experimento para contrastar la hipótesis de Aleksandr Oparin y JBS Haldane según la cual en las condiciones de la Tierra primitiva se habían producido reacciones químicas que condujeron a la formación de compuestos orgánicos a partir de inorgánicos, que posteriormente originaron las primeras formas de vida.

Urey pensaba que los resultados no serían concluyentes pero finalmente aceptó la propuesta de Miller.

Entre ambos diseñaron un aparato en el que simularon algunas condiciones de la atmósfera de la Tierra primitiva. El experimento consistió, básicamente, en someter una mezcla de metano, amoníaco, hidrógeno y agua a descargas eléctricas de 60.000 voltios. Este intento dio como resultado la formación de una serie de moléculas orgánicas, entre la que destacan ácido acético, ADP-Glucosa, y los aminoácidos glicina, alanina, ácido glutámico y ácido aspártico (presente en el ARN), usados por las células como los pilares básicos para sintetizar sus proteínas. 

El experimento fue clave para comprobar la "Teoría del Caldo Primordial" para el origen de la vida

Panspermia

Diseño del experimento

En el experimento se introdujo la mezcla gaseosa, mientras el agua se mantenía en ebullición y posteriormente se realizaba la condensación. Las sustancias se mantenían en movimiento a través del dispositivo mientras dos electrodos producían descargas eléctricas continuas en otro recipiente.

Después que la mezcla había circulado a través del instrumento, por medio de una llave se extraían muestras para analizarlas. En éstas se encontraron, como se ha mencionado, varios aminoácidos, un carbohidrato y algunos otros compuestos orgánicos.

El ensayo realizado por Miller y Urey indicó que la síntesis de compuestos orgánicos, como los aminoácidos, fue simple en la Tierra primitiva. Otros investigadores –– siguiendo este procedimiento y variando el tipo y las cantidades de las sustancias que reaccionan — han producido algunos componentes simples de los ácidos nucleicos y ATP (adenosín trifosfato).

Esta experiencia abrió una nueva rama de la biología, la exobiología. Desde entonces, los nuevos conocimientos sobre el ADN y el ARN, el descubrimiento de condiciones prebióticas en otros planetas y el anuncio de posibles fósiles bacterianos encontrados en meteoritos provenientes de Marte, han renovado la cuestión del origen de la vida. Como asimismo lo hicieran otros de estos accidentes cósmicos, como veremos.

Ribonucleótido

En el año 1969 el meteorito Murchison se desplomó de los cielos cayendo en Australia. Subsecuentemente, éste fue estudiado exhaustivamente por los cerebros científicos de ese continente quienes detectaron la evidencia de actividades biológicas, incluyendo la existencia de docenas de aminoácidos y aún la presencia de organismos unicelulares fosilizados. Estos encuentros dan apoyo a la llamada Hipótesis de la Panspermia, la cual mantiene que vida en otros planetas pudo haber sido el resultado de la "siembra" interplanetaria de microorganismos viajando en meteoritos fuera de las órbitas de los cuerpos celestiales de donde se originaran.

Prosigamos

El ARN

El ARN posee su propio alfabeto molecular, conteniendo cuatro letras distintas que pueden ser combinadas en una variedad de cadenas.

Cada letra se conoce como un ribonucleótido. Éste consiste de dos partes.

Una parte permite al ribonucleótido unirse a los otros ribonucleótidos en cualquiera de sus lados para formar una columna o espina.

El ARN está constituido por fosfato y un azúcar llamado ribosa. La otra parte es la base nitrogenada que existe en cuatro formas diferentes y que codifica información genética.

Entonces, parecería obvio que, si de veras, el ARN apareció muy temprano en el principio de la vida de nuestro planeta, que sus dos partes constituyentes debieron de haber surgido primero.

Los científicos han descubierto que, indudablemente, bases nitrogenadas pueden ser formadas por moléculas prebióticas, como así mismo puede suceder con la columna ribosa-fosfato.

Pero, cuando llega el momento de fusionar los dos componentes, los investigadores siempre se tropiezan con un callejón sin salidas.

Aparentemente, como estas moléculas no se atraen entre sí, los científicos fueron obligados a reflexionar que posiblemente la vida no comenzaría con el ARN, sino con alguna otra molécula que ya no se encuentra en ningún lugar del universo.

Pero el pensamiento evolucionaría.

Citidina

Más tarde, el ARN reemplazó esta molécula misteriosa, y aún más adelante el ADN y las proteínas hicieron lo mismo.

Pero, aparentemente, John Sutherland de la Universidad de Manchester decidió que sería prematuro descartar la posibilidad de que la vida se originó con el ARN.

El científico empezó a investigar otras posibilidades, desde la química prebiótica, hasta la más lógica, el ARN.

El mes de mayo del 2009 en la revista científica Nature ellos reportan que habían encontrado la solución para este problema.

En su artículo, los investigadores suministran un esquema que sirve como un mapa de caminos que resume los hallazgos.

Sutherland y sus colegas comenzaron con el uso de los mismos ingredientes acostumbrados, pero "cocinaron" una receta diferente.

En vez de tratar de construir las dos partes independientemente, los científicos, en su lugar, construyeron una simple molécula que incorporaba progresivamente más y más de los componentes que constituían las dos partes emplazadas.

Para lograr sus fines, ellos se limitaron a hacer cuatro reacciones, las que funcionarían eficientemente, para lograr obtener uno de cuatro nucleótidos conocido como citidina.

Al final de este proceso, los científicos "atacaron" la mezcla con radiación ultravioleta — algo que sería fácil de obtener en la atmósfera de la Tierra prebiótica —- sin protección alguna por la capa de ozono.

Filtrando algunos de los productos derivados e indeseados lograron convertir partes de la citidina en existencia en otra unidad del ARN, conocida como el uracil.

Hasta ahora, solamente dos de los componentes del ARN se han sintetizado, pero este hallazgo se considera como paso gigantesco hacia la solución de un problema rancio que ha abrumado la ciencia por muchos años.

Antes de concluir esta ponencia, es oportuno dedicar unas líneas a otra teoría, la de la panspermia descrita en otras de mis ponencias.

Panspermia

En el año 1969 el meteorito Murchison se desplomó de los cielos cayendo en Australia. Subsecuentemente, éste fue estudiado exhaustivamente por los cerebros científicos de ese continente quienes detectaron la evidencia de actividades biológicas, incluyendo la existencia de docenas de aminoácidos y aún la presencia de organismos unicelulares fosilizados. Estos encuentros dan apoyo a la llamada Hipótesis de la Panspermia; la cual mantiene que vida en otros planetas pudo haber sido el resultado de la "siembra" interplanetaria, de microorganismos viajando en meteoritos fuera de las órbitas de los cuerpos celestiales de donde se originaran.

La Panspermia

Panspermia