¿Qué es la vida?
Para la ciencia, no existe una definición unitaria de lo que es la vida. Para la física, la vida es un sistema que toma energía libre y se construye a sí misma en forma de estructura disipativa. Para la química, la vida es un conjunto de reacciones metabólicas, que toman sustancias químicas del medio, las procesan y las devuelven. Para la biología, la vida consiste en una estructura autorreplicativa sujeta a evolución. Los seres vivos se caracterizan fundamentalmente por un metabolismo, que supone el intercambio de materia y energía con el medio (Función de nutrición). Por la autorreplicación o capacidad de producir copias de sí mismo (Función de reproducción). Por interaccionar con el ambiente, lo que supone una distinción entre fenotipo (expresión visible de los genes) y el genotipo (conjunto de genes) y adaptarse a él (Función de relación). Por una evolución, que implica la selección de los organismos mejor adaptados al ambiente. Se entiende por ser vivo un sistema químico separado del medio, autorreplicativo, que evoluciona por interacción con el ambiente.
El origen de la vida:
Existen diferentes hipótesis sobre el origen de la vida. Entre ellas están: Hipótesis de la panspermia: Sugiere que la vida tuvo su origen, en forma de organismos muy sencillos, en otros planetas y llegó a la Tierra en el interior de meteoritos. Aquí, encontraron condiciones adecuadas para su desarrollo y colonizaron el planeta. Las evidencias a favor son: el análisis de un meteorito de Marte, una extraña lluvia roja que cayó sobre Kerala y los resultados del experimento Deep Impact 2005. Hipótesis de la abiogénesis terrestre: es la más aceptada y supone que el origen de la vida tuvo lugar en la Tierra, al darse una situación que permitió que a partir de unos ingredientes químicos y de unas condiciones físicas determinadas, se iniciara la vida. Según Alexander Oparin, hace 4000 millones de años, la atmósfera de la Tierra era de carácter reductor y estaba compuesta principalmente por gases como el hidrógeno, amoniaco, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano y vapor de agua. En estas condiciones, en un medio acuoso, se pudo producir el caldo primitivo, que dio lugar a los coacervados que evolucionarían posteriormente para formar las células. Basándose en la teoría de Oparin, Stanley Miller, bajo la dirección de Urey, reprodujo las condiciones de la atmósfera primitiva, poniendo amoniaco, vapor de agua y metano en un matraz a altas temperaturas y lo sometió a descargas eléctricas, obteniendo un “caldo” con hasta 10 aminoácidos. Sin embargo, estudios más recientes demuestran que la atmósfera de hace 4000 millones de años no era tan reductora, ni los gases fundamentales para la síntesis orgánica tan abundantes.
Teorías evolucionistas:
El transformismo de Lamarck: Aunque no puede considerarse una auténtica teoría evolutiva que explique el origen de todas las especies, es importante porque estableció “el hecho real de la evolución”. Las ideas básicas de la teoría de Lamarck son: -Las formas simples surgen con frecuencia por generación espontánea. -Todos los organismos tienen un impulso interior que les lleva inevitablemente a la perfección y la complejidad. -El medio cambia y provoca nuevas necesidades, lo que hace que los individuos respondan utilizando unos órganos con mayor frecuencia (uso) y otros con menor frecuencia (desuso). -Las alteraciones producidas a lo largo de la vida en respuesta al medio se mantienen y se transmiten a la descendencia. Aunque en la actualidad persiste un cierto neolamarckismo, en algunos casos, para explicar el origen de las mutaciones, los mecanismos que propuso Lamarck se han rechazado porque no se ha podido probar la existencia de una tendencia o impulso hacia la complejidad en ningún ser vivo, ni tampoco la herencia de los caracteres adquiridos. La selección natural de Darwin y Wallace: A.R. Wallace y C.R. Darwin llegaron, de manera independiente, a la misma conclusión sobre el mecanismo de la evolución, por lo que se les atribuye la autoría conjunta de esta teoría, que supuso un cambio de paradigma científico y de pensamiento en general. Las observaciones realizadas por Darwin le llevaron a proponer cuatro argumentos sobre los que se sustenta su teoría de la evolución: 1. En un mundo cambiante, los organismos también cambian, y lo hacen a partir de una enorme variedad de características que presentan las poblaciones naturales. 2. El proceso de cambio es gradual y continuo, no se producen saltos ni transformaciones súbitas. 3. Los organismos que presentan semejanzas están emparentados. 4. El mecanismo que da lugar a estos cambios evolutivos es la selección natural. El razonamiento científico de Darwin sigue el método hipotético-deductivo y fue el siguiente: -Las poblaciones de seres vivos presentan variantes individuales. Estas diferencias individuales son, en muchos casos, heredables. Habla de modificaciones espontáneas que ocurren en algunos individuos y que pueden hacer que sobrevivan mejor en el medio y se reproduzcan. Sin embargo, también considera que existen diferencias heredables condicionadas por la acción directa del medio, que haría que se transmitieran o no. -A pesar de la potencialidad de crecimiento de las poblaciones, el número de individuos permanece más o menos constante a través de las generaciones, solo los más adaptados sobreviven y se reproducen. Las conclusiones del trabajo de Darwin establecen que el verdadero cambio evolutivo ocurre cuando se tiene en cuenta la reproducción. La selección natural no condiciona ni provoca las variaciones, únicamente elige entre las que aparecen en cada generación. La teoría sintética o neodarwinismo: El aspecto más débil de la teoría de Darwin se refiere al origen de la variación. En los años 40 del siglo pasado, se configuró la teoría sintética o neodarwinismo o teoría sintética que, en resumen, establece que: Las variaciones se deben a mutaciones producidas al azar en los individuos de una población. La selección natural escoge aquellas mutaciones que son favorables en un ambiente dado y aumenta su frecuencia hasta dar lugar a una adaptación. El cambio evolutivo es gradual y lento, debido a la acción de la selección natural a lo largo de las generaciones en el seno de una población, hasta que la población se diferencia cada vez más de la población original, dando lugar a una nueva especie. Equilibrios interrumpidos o puntualismo La evolución ha dado lugar a tanta biodiversidad, pese al tiempo transcurrido. Por ello, han surgido diferentes teorías alternativas. Entre ellas, destaca la de S.J. Gould y N. Eldredge, llamada de los equilibrios interrumpidos o puntualismo. Considera que la aparición de nuevas especies en el registro fósil no se debe a la acumulación de cambios graduales, sino a una “revolución genética” o saltos que interrumpen el proceso natural de selección natural por adaptación. Estos grandes cambios genéticos darían lugar a cambios evolutivos que no pueden ser explicados por cambios graduales. Considera que la selección natural explica la aparición de adaptaciones, mientras que el origen de las especies quedaría explicado por cambios a mayor nivel o saltos genéticos.
¿Qué necesita la vida?
De todas las condiciones que necesita la vida compleja, para los seres vivos unicelulares solo parecen imprescindibles 3: Agua en estado líquido. El origen del agua líquida en la Tierra es controvertido. Hay 2 hipótesis. Una sugiere que el agua se formó a altas temperaturas en el interior de la Tierra y salió en forma de vapor. La otra supone que el agua ha llegado, en forma de hielo, procedente de otros planetas en el interior de meteoritos. Fuente de carbono, nitrógeno, potasio, azufre, es decir, nutrientes. Fuente de energía, como luz solar o compuestos oxidables. El resto de condiciones no parecen esenciales para todos los organismos. Así lo demuestra la existencia de ciertos organismos unicelulares, llamados extremófilos, que son capaces de vivir en condiciones donde se creyó imposible encontrar vida.