Fecha de Publicación: 19 Jun 2025 12:00 AM
En nuestros blogs anteriores platicamos de las teorías que intentan dar una explicación de como el agua llegó a la Tierra y cómo se dio la separación del agua salada y el agua dulce. Hoy queremos conversar acerca de la teoría que fue en el agua en donde se originaron las primeras moléculas orgánicas que dieron lugar a la posterior aparición de vida en la Tierra.
Comencemos explicando que son las moléculas orgánicas y las inorgánicas. Al hablar de una molécula orgánica nos referimos a aquellas que SIEMPRE contienen carbono (C) en su estructura, el cual generalmente va ligado a hidrogeno (H). Caso contrario, la gran mayoría de las moléculas inorgánicas no contienen carbono. Todas las moléculas asociadas con organismos vivientes van a ser ORGANICAS y entre ellas podemos mencionar a las proteínas, los ácidos nucleicos, azucares, enzimas y muchas más. Algunos ejemplos de moléculas inorgánicas son la sal, metales, dióxido de carbono, la plata y un sinfín más6.
GLUCOSA. Molécula orgánica.
AMONIACO. Molécula inorgánica.
Así, para poder considerar una molécula como parte de un sistema vivo o una molécula de la vida, esta tiene que ser orgánica y presentar carbono e hidrogeno en su estructura. ¿Y porque es esto importante? Porque se cree que en las primeras etapas de la Tierra únicamente había moléculas inorgánicas como Dióxido de Carbono (C02), Monóxido de carbono (CO), Metano (CH4), Amonio (NH3), Nitrógeno (N), Hidrogeno (H), Sulfuro de Hidrógeno (H2S) entre otras. Y la pregunta obligada es: ¿y como aparecieron las moléculas orgánicas si únicamente existían las inorgánicas? Y eso es lo que vamos a platicar a continuación.
A pesar de que las condiciones en la Tierra no debieron ser las mas adecuadas para el establecimiento de la vida, es un hecho que en ella existían los ingredientes necesarios para que esta surgiera, como son: el agua, los bloques de construcción (oxígeno, hidrógeno, carbón, nitrógeno sulfuro y fósforo) y la energía que hiciera posibles reacciones químicas entre ellos5 (erupciones volcánicas, rayos, etc.).
Una de las razones por las que el agua es considerada esencial para la aparición de la vida es que muchas moléculas pueden disolverse en ella permitiéndoles mezclarse y reaccionar con otras, y también porque muchas de ellas son atraídas por el agua (hidrófilas) mientras que otras son repelidas (hidrófobas), lo que hace que también sucedan reacciones de forma espontánea. En el caso del carbono, este tiene la capacidad de formar moléculas parecidas a largas cadenas (las cuales son la base para las moléculas orgánicas). En cuanto al hidrógeno y al oxígeno (las que conforman la molécula de agua) así como el nitrógeno tiene la capacidad química de unirse al carbono en muchas formas en estructuras muy estables, formando un sinfín de moléculas orgánicas5.
La teoría entonces nos dice que en la Tierra existió una “sopa primigenia”1 llena de moléculas inorgánicas y gracias a la energía proveniente de los rayos, se llevaron a cabo reacciones químicas que de alguna manera dieron lugar a las primeras moléculas orgánicas, a partir de las cuales fueron apareciendo moléculas cada vez mas complejas.
Esta teoría fue reforzada durante muchos años por los experimentos que en la década de 1920 un par de investigadores, uno ruso y otro inglés, A. Oparin y J.B.S. Haldane, llevaron a cabo y, a partir de los cuales propusieron, de forma independiente, que: la vida en la Tierra podría haberse originado paso a paso a partir de la materia inorgánica que existía a través de un proceso de “evolución química gradual”2. Esta hipótesis, conocida como Oparin-Haldane considera que la Tierra tuvo una atmósfera reductora, que significa que era muy pobre en oxígeno, bajo estas condiciones ellos sugieren que:
§ Las moléculas orgánicas simples pudieron haber reaccionado (con energía proveniente del sol y rayos) para formar bloques de construcción como los aminoácidos y nucleótidos, los cuales se acumularon en los océanos formando lo que se denominó como sopa primigenia;
§ Estos bloques se pudieron haber combinado en reacciones posteriores formando molecular más grandes y complejas (polímeros) como proteínas y ácidos nucleicos;
§ Los polímeros pudieron haberse ensamblado en unidades o estructuras que fueron capaces de sostenerse y replicarse a ellas mismas.
Molécula en el agua.
A partir de estos experimentos muchos trabajos de investigación se han realizado por parte de los científicos para tratar de explicar los cambios que dieron lugar a las moléculas orgánicas. Algunos de ellos se basan en cómo se comporta hoy en día la química inorgánica y la orgánica, o modelando con atmósferas diferentes y experimentando con otras variables. Algunos, por ejemplo, señalan que la vida comenzó asociada a las ventilas hidrotermales. Haremos aquí un paréntesis para explicar que las ventilas hidrotermales.
Las ventilas hidrotermales son uno de los primeros ambientes que existieron en la Tierra, y son el resultado de la filtración del agua de mar a través de fisuras en la corteza oceánica, cerca de centros de expansión o zonas de subducción (lugares de la Tierra donde dos placas tectónicas se alejan o se acercan). El agua de mar fría se calienta con magma caliente y reemerge para formar las fuentes. El agua de mar en las ventilas hidrotermales puede alcanzar temperaturas superiores a los 700 °F7. Y su relevancia en nuestro tema es que estas zonas son entornos primordiales que recuerdan a la Tierra temprana, con gases reactivos, elementos disueltos y gradientes térmicos y químicos que operan en escalas espaciales de centímetros a metros y se ha reconocido que estos entornos tienen las condiciones adecuadas para mantener síntesis de moléculas anteriores a la vida8.
Ventila Hidrotermal.
Otros estudios, como el publicado en el Journal Science Advances, manejan que la energía que se requirió para que las moléculas orgánicas comenzaran a aparecer no provino de los rayos sino de pequeños y casi visibles “micro rayos” generados ente gotas cargadas de niebla, los cuales pudieron ser lo suficientemente potentes para que sé que se llevara a cabo la formación de amino ácidos a partir de la materia orgánica. La inmensa relevancia de esto es que la vida como la conocemos está basada en proteínas, las cuales están formadas por amino ácidos, que son los bloques de construcción básicos para las proteínas lo cual pudo establecer el inicio hacia la evolución de la vida4.
Y si bien no se tiene aun certeza de que moléculas fueron las primeras en formarse y en que zona de la Tierra, lo cierto es que las primeras etapas de formación de moléculas orgánicas comenzaron en el agua debido a sus características, y tras su aparición, muchos cambios y reacciones debieron de llevarse a cabo. Posiblemente en un futuro cercano, podamos entender a cabalidad como es que se dio la formación de las moléculas orgánicas y los primeros pasos para la vida en la Tierra.
Una vez que las moléculas orgánicas simples aparecieron es posible que se hayan unido para formar polímeros más complejos como las proteínas y los ácidos nucleicos. Recordemos que las proteínas y el ADN (Ácido desoxirribonucleico) son los bloques de construcción biológicos centrales en todos los organismos vivos en la actualidad. El AND almacena la información genética y esta se expresa a través de las proteínas, las cuales hacen las funciones estructurales y catalíticas de los sistemas vivos. A su vez, el ARN es el intermediario entre el AND y las proteínas. Un problema crucial para entender el origen de la vida es demostrar que los primeros organismos contenían proteínas o ARN o ambas y hasta ahora se cree que los primeros organismos estaban compuestos de ARN. Posteriormente, la vida cambio a AND y proteínas ya que estas moléculas son capaces de realizar las tareas de almacenamiento de información y producción de una manera más amplia y precisa3.
Modelo del DNA.
Estas moléculas dieron lugar a proto células, estructuras similares a células primitivas. Posteriormente, hace unos 3.5 billones de años, se dio la aparición de las bacterias y arqueas que poblaron los mares. Las cianobacterias aparecieron hace unos 2,700 millones de años y con ellas apareció la fotosíntesis que tiene como resultado la liberación de oxígeno, lo cual volvió a transformar la atmosfera terrestre.
En tiempos más recientes, hace unos hace 600 millones de años, aparecieron los primeros organismos multicelulares, como las esponjas y medusas. Unos millones de años después ocurrió lo que se conoce como la Explosión Cámbrica, hace aproximadamente unos 541 millones de años, en donde surgieron una gran variedad de animales marinos, como los trilobites y los primeros peces sin mandíbula, mismos que fueron diversificándose y desarrollaron esqueletos óseos y mandíbulas y poco a poco dominaron los océanos. ¿Pero, y en la Tierra que sucedida? ¿Cuándo fue que aparecieron las primeras señales de vida y que tipo de organismos eran?
Ese será el tema que trataremos en nuestro siguiente blog, como es que la vida llego a Tierra firme y cuales fueron sus primeros habitantes.
Medusa.
Trilobite.
Entonces, recapitulemos, en la Tierra primitiva existían moléculas orgánicas que venían de reacciones químicas o de elementos presentes durante su formación. De alguna manera, estas moléculas comenzaron a sufrir una “evolución química” y aparecieron moléculas más complejas y moléculas orgánicas, asociadas a átomos de carbón, que fueron los precursores de lo que hoy llamamos vida. Todos estas combinaciones y reacciones se llevaron a cabo en el mar y gradualmente se llegó a la aparición de los primeros organismos vivos, capaces de reproducirse, como fueron las arqueas, bacterias, medusas y muchos más. Ahora, nos adentraremos a conocer como es que la vida se traslado hacia tierra firme y cuales fueron los medios necesarios para que esta migración sucediera. Así que, no dejes de leer nuestro siguiente blog.
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