EL ORIGEN DE LA VIDA SORPRENDE DE NUEVO A LOS CIENTÍFICOS… Y LOS VUELVE MÁS HUMILDES


 

Por Raúl Esperante

En el último número de Ciencia de los Orígenes (núm. 75) apareció un extenso artículo sobre la imposibilidad del origen de la vida por medios naturalistas sin la intervención de un ser inteligente. Se presentaron los diversos modelos de síntesis prebiótica y los insuperables problemas que encuentran los investigadores a la hora de imaginar el origen de las primeras moléculas orgánicas y las primeras células, y se concluyó que los escenarios materialistas para su formación eran insuficientes y/o inválidos. A pesar de estas dificultades, numerosos investigadores siguen empeñados en ‘descubrir’ cómo se originó la vida en el pasado asumiendo un escenario completamente naturalista.

Uno de esos investigadores es Leslie Orgel, un veterano biólogo en el Salk Institute for Biological Studies, San Diego, que falleció en octubre del 2007 después de varias décadas dedicadas al estudio del origen de la vida. Orgel fue el coautor del famoso libro Origins of Life on the Earth (1973) con Stanley Miller, el hombre que llevó a cabo los experimentos de descarga eléctrica en laboratorio para reproducir el origen de las primeras moléculas orgánicas en la hipotética atmósfera primitiva. Los experimentos de Miller desencadenaron un creciente interés en la comunidad científica, incluyendo a Leslie Orgel, hacia la búsqueda de un escenario naturalista que explicara la formación de las primeras moléculas y células.

Aparentemente Orgel estaba escribiendo un artículo cuando murió. Fue su colega Gerald Joyce, del Scripps Institute, quien descubrió dicho artículo y lo envió a la revista PLoS Biology, una importante publicación científica en Internet. El ensayo no tiene desperdicio y requiere una lectura detallada, especialmente porque proviene de alguien que dedicó toda su vida a demostrar que la vida tuvo un origen naturalista. El lector creyente en la Biblia lo encontrará muy útil, pues Orgel explora las serias dificultades que surgen cuando las propuestas naturalistas son examinadas a la luz del conocimiento químico actual.

Para poder entender el análisis de Orgel hemos de recordar que la investigación sobre el origen naturalista de la vida se bifurcó en dos líneas en los años 90 del siglo XX. Un grupo de investigadores, liderados por Stanley Miller, Leslie Orgel, Jeffrey Bada, Steven Benner y otros, defendieron la idea del origen prebiótico del ADN, ARN y otras macromoléculas, y desarrollaban investigaciones conducentes a explicar la formación de dichas moléculas a partir de sustancias inorgánicas sencillas. Un segundo grupo de investigadores, encabezados por  Gunter Wachterschauser, Michael Russell, Harold Morowitz, Robert Shapiro, Stuart Kauffman, proponía que al principio se originaron ciclos metabólicos autónomos formados de compuestos sencillos que más tarde se asociaron a moléculas de ARN y ADN portadoras de información, las cuales desarrollaron los mecanismos moleculares y celulares de la vida. Este segundo grupo reconoce la enorme complejidad de la bioquímica celular, la cual está basada en ciclos metabólicos extremadamente sofisticados e interconectados. El propósito de ambos grupos de experimentalistas es recrear los hipotéticos escenarios terrestres en los que pudo haberse originado la vida sin la intervención de una inteligencia divina.

Ambos bandos han sido obstinados en sus objetivos en búsqueda de explicaciones naturalistas para el origen de la vida en la Tierra, y a lo largo de los años se han cruzado descalificaciones mostrando su rivalidad. El análisis de Orgel se centra en demostrar que el modelo de los ciclos  metabólicos es imposible, pero toca suficientes puntos como para ser devastador para ambas líneas de investigación, y el título de su ensayo, The Implausibility of Metabolic Cycles on the Prebiotic Earth (La Imposibilidad de los Ciclos Metabólicos en la Tierra Prebiótica), no deja lugar a dudas de sus conclusiones.

En este breve análisis vamos a desgranar las ideas de Orgel en su reciente artículo póstumo y comentar sus implicaciones para las investigaciones y modelos sobre el origen inorgánico de la vida.

1. No es suficiente tener una hipótesis. Los investigadores llevan muchas décadas investigando modelos que permitan explicar el origen inorgánico de la vida, partiendo de moléculas sencillas que existieran en la atmósfera y los océanos primitivos. Ellos asumen que ningún ser divino intervino en la formación de la vida en el origen, por lo cual se hace necesario proporcionar hipótesis viables y comprobables. Orgel, aunque sin apoyar el origen divino, advierte de la excesiva confianza depositada en los modelos naturalistas, especialmente aquellos centrados en demostrar el origen de los ciclos metabólicos en las células. Él dice, “Ha de reconocerse que la valoración de la viabilidad de cualquier ciclo prebiótico propuesto en particular debe basarse en argumentos químicos verosímiles, en lugar de en una decisión basada en su posibilidad lógica.” En general, los investigadores asumen que la vida se originó de manera naturalista, pero eso hay que demostrarlo químicamente. Afirmar que puedo haber ocurrido de una manera no es suficiente, y los investigadores deben presentar ideas y modelos que sean químicamente verosímiles, no solamente posibles en la imaginación. Orgel añade, “la identificación de un ciclo de reacciones prebióticas verosímiles es un paso necesario pero no suficiente hacia la formulación de un ciclo prebiótico autónomo verosímil.” En otras palabras, sugerir posibilidades no es suficiente, hay que presentar realidades.

2. No es suficiente imaginar. Orgel dedica varias páginas de su artículo a explicar el ciclo delo ácido cítrico en las células, el cual es la maquinaria bioquímica central del metabolismo aeróbico por el cual se usan el oxígeno molecular de la respiración y el hidrógeno para oxidar una serie de productos moleculares y dar origen a otras moléculas. Orgel critica la idea de que este ciclo pudiera surgir espontáneamente incluso en un escenario de evolución gradualista. Orgel indica que este “es  un ciclo catalítico en el que se usa una complicada secuencia de reacciones enzimáticas para indirectamente originar una reacción que parece simple sobre el papel, pero que no es fácilmente obtenible en la práctica.” No es suficiente imaginar y postular que ciertas vías bioquímicas habrían sido posibles en la tierra prebiótica, es necesario ser realistas en cuanto a la viabilidad real. En este sentido también indica que “la identificación de un ciclo de posibles reacciones prebióticas es un paso necesario pero no suficiente hacia la formulación de un ciclo prebiótico auto-organizativo probable”.

3. Es necesaria más eficiencia. El ciclo del ácido cítrico en las células debe mantener una concentración constante de sus componentes para seguir funcionando. Dicho ciclo produce una serie de sustancias que saldrán del ciclo y serán utilizadas en otras rutas metabólicas (o vías laterales) para producir otros componentes o como sustrato para otras reacciones. Cada paso o etapa en este ciclo ha de ser suficientemente eficiente para mantener todo el ciclo en marcha. De acuerdo con Orgel, “[e[l ciclo no podría sobrevivir si las reacciones laterales canalizaran más de la mitad de los componentes del ciclo de manera irreversible, porque entonces la concentración de los  componentes del ciclo descendería exponencialmente a cero”.

4. Es necesario más realismo. Orgel explica y desgrana las siete reacciones fundamentales del ciclo del ácido cítrico en las células. Estas reacciones son completamente diferentes unas de otras. “El ciclo del ácido cítrico contiene un número de tipos de transformaciones químicas fundamentalmente diferentes,” indica Orgel. Según él, se necesitarían seis actividades catalíticas diferentes para completar el ciclo. Uno se pregunta si seis ambientes y orígenes diferentes fueron necesarios también. En esta línea de evaluación, Orgel señala que esto “podría ser propuesto, pero con cuestionable probabilidad”.

5. Cuidado con las reacciones paralelas. El ciclo del ácido cítrico produce sustancias que son a continuación extraídas de la ruta para ser utilizadas en otros procesos químicos. Ello requiere catalizadores extremadamente específicos y eficientes que distingan entre sustratos muy similares. También se deben evitar las reacciones laterales dañinas para el ciclo. “Uno necesita, por tanto, postular la existencia de catalizadores altamente específicos para estas reacciones. Es probable que tales catalizadores pudiesen ser fabricados por un científico bien entrenado, pero es cuestionable que se pudieran encontrar entre los minerales que ocurren naturalmente o entre las moléculas orgánicas prebióticas”. En otras palabras, resulta inverosímil pensar que esos complejos enzimas pudieran surgir de la materia abiótica sin intervención de un diseñador inteligente, y que además se acoplaran a un complejísimo ciclo bioquímico que por sí mismo presenta un altísimo grado de complejidad, que tampoco pudo surgir al azar o por incrementos acumulativos.

6. La presencia de minerales no es suficiente. Algunos investigadores del origen abiótico de la vida han postulado que las primeras moléculas pudieron surgir gracias a la supuesta acción catalizadora de algunos minerales de arcilla en sustratos húmedos, y se han sugerido al menos dos escenarios para este  modelo. Esta hipótesis ha sido rebatida por otros experimentalistas, quienes no encuentran fundamento experimental para tal suposición (ver Ciencia de los Orígenes 75, pp. 6-7). “Aunque los detalles de las dos propuestas son diferentes, la dificultad de conseguir todas las reacciones requeridas mientras se evitan todas las reacciones laterales paralelas parece al menos formidable [en ambos escenarios]”, dice Orgel.

7. Un ejemplo no es suficiente. “El único ciclo autocatalítico que ha sido demostrado experimentalmente es el que interviene en la reacción de la formosa –la polimerización del formaldehido para producir una notable mezcla de productos, incluyendo la ribosa, el componente orgánico de la estructura del ARN”. Desde su descubrimiento en el siglo XIX, esta reacción ha sido estudiada como una posibilidad en los modelos del origen abiótico de la vida. “A pesar de cierto éxito, todavía no ha sido posible canalizar la reacción de la formosa de tal manera que produzca ribosa en cantidades sustanciales”.

8. Añadir variación no es suficiente. Los experimentalistas del origen de la vida recurren a las variaciones en las condiciones de la tierra primitiva para postular que los ciclos orgánicos complejos –incluyendo el ciclo del ácido cítrico– serían viables y energéticamente más eficientes si las condiciones físicas del ambiente variaran. Por ejemplo, temperaturas más elevadas aumentarían el grado de interacción molecular y de acción catalizadora, facilitando la formación de mayor número de moléculas derivadas del ciclo. A este respecto, Orgel comenta que “[e]s cierto que si se cambian las condiciones bajo las cuales opera el ciclo, por ejemplo cambiando la temperatura de los catalizadores disponibles, la cinética del ciclo responderá. Esto, sin embargo, es cierto para cualquier secuencia de reacciones, y uno no podría afirmar que la dependencia de la velocidad de una reacción como la hidrólisis de un éster en condiciones de reacción es una manera de evolución”. En otras palabras, las reacciones químicas son reacciones químicas, no se convierten en más adaptadas o evolucionadas aunque se “mejoren” las condiciones ambientales en las cuales se dan esas reacciones. Y los ciclos dependientes de esas reacciones no van a alcanzar un mayor grado de complejidad porque se hayan dado temperaturas más altas. Muchas veces, algunos investigadores evolucionistas usan argumentos que parecen ser sugerentes pero que no resultan ser más que ideas o palabras.

9. Tener esperanza no es suficiente. “Dada la dificultad para encontrar un conjunto de catalizadores que sean suficientemente específicos como para permitir el ciclo original, es difícil de ver como uno podría esperar encontrar un conjunto capaz de permitir dos o más”. Poniéndolo en palabras de la calle, lo que dice Orgel es que si ya resulta extremadamente difícil encontrar catalizadores para el ciclo del ácido cítrico en un escenario naturalista, cuanto más resultaría encontrarlos para el resto de los ciclos bioquímicos de la célula, y además integrarlos funcionalmente. Pero los investigadores siguen teniendo esperanza en que sus experimentos materialistas los lleven finalmente a una explicación completa de cómo se formaron dichos ciclos moleculares en las células sin la intervención de un diseñador inteligente.

El artículo de Orgel ha hecho un flaco favor a aquellos que siguen empeñados en explicar el origen de la vida por medios naturalistas. Ha explicado magistralmente las insuperables dificultades que presentan las ideas sobre el origen y la formación del ciclo del ácido cítrico, el cual es esencial para el funcionamiento celular. Los investigadores naturalistas van a tener que ejercer más que imaginación y fe para seguir sugiriendo un escenario naturalista para el origen de la vida. Y es que por mucho que la ciencia trate de explicar, el origen de la vida y los mecanismos de su funcionamiento tuvieron su comienzo en un diseñador inteligente, tal como lo indica el texto de Génesis 1.

 


Raúl Esperante (PhD, Loma Linda University), es investigador científico en el Geoscience Research Institute, en Loma Linda, California, EE.UU.

 

Fuente del artículo: http://grisda.org/espanol/ciencia-de-los-origenes/ciencia-2005-2009/ciencia-de-los-origenes-may-2009-%E2%84%96-76/el-origen-de-la-vida-sorprende-de-nuevo-a-los-cientificos/