Recuperamos una histórica entrevista que el Dr. Stanley Miller concedió a Access Excellence hace 10 años, y que por su gran extensión reproduciremos en tres entregas. Sin duda un personaje central en este nuevo campo de la ciencia que ha venido a llamarse Astrobiología.

De la sopa primordial a la playa prebiótica

Una entrevista con un pionero de la exobiología, el Dr. Stanley L. Miller, de la Universidad de California en San Diego

Por Sean Henahan, para Access Excellence

En 1953, un estudiante graduado de la Universidad de Chicago llamado Stanley Miller, que trabajaba en el laboratorio de Harold Urey activó un interruptor que envió corriente eléctrica al interior de una cámara que contenía una combinación de metano, amoniaco, hidrógeno y agua. El experimento dio como resultado compuestos orgánicos entre los que se incluían aminoácidos, los bloques de construcción de la vida, lo cual catapultó a un campo de estudio llamado exobiología a los titulares de la prensa. Desde aquel momento, un nuevo entendimiento de los papeles del ARN y el ADN, han incrementado el ámbito de la materia. Mas aún, el descubrimiento de condiciones prebióticas en otros planetas y el enuncio de fósiles bacteriales procedentes de Marte han vuelto a llamar la atención sobre el estudio de los orígenes de la vida. He hablado con el Dr. Miller en su laboratorio en la UCSD acerca del campo al que él contribuyó a hacer famoso, la exobiología.

Empecemos por lo básico ¿Puede darnos una definición sencilla para la exobiología?

El término exobiología fue acuñado por el científico ganador del Premio Nóbel Joshua Lederberg. A lo que se refiere es al estudio de la vida más allá de la Tierra. Pero ya que no conocemos ninguna forma de vida exterior a la Tierra, la gente dice que se trata de un campo sin material de estudio. Se refiere a la búsqueda de vida en otros lugares, en Marte, en los satélites de Júpiter y en otros sistemas solares. También se utiliza para describir los estudios sobre el origen de la vida en la Tierra, esto es, el estudio de la Tierra prebiótica y de las reacciones químicas que pudieron tener lugar en el momento en que la vida se estableció.

Hace 4.600 millones de años el planeta era una roca sin vida, mil millones de años más tarde rebosaba de formas primigenias de vida. ¿Dónde está la línea divisoria entre la Tierra prebiótica y la biótica y cómo se determina esto?

Comenzamos con varios factores. Uno, la Tierra ha sido datada con bastante fiabilidad en 4.550 millones de años. La evidencia más temprana de vida es de 3.500 millones de años, basándonos en los hallazgos en la formación Apex, en el oeste australiano. Un nuevo descubrimiento publicado en la revista Nature indica que hay evidencias de vida al menos 300 millones antes de eso. Presumimos que hubo vida anterior, pero más allá de ese punto carecemos de pruebas.

Realmente no sabemos como era la Tierra hace tres o cuatro mil millones de años, de modo que hay toda clase de teorías y especulaciones. La mayor incertidumbre tiene que ver con la composición de la atmósfera, este es el mayor campo de batalla. A comienzos de la década de los 50, Harold Urey sugirió que la Tierra tenía una atmósfera reductora, ya que todos los planetas exteriores de nuestro sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) tienen este tipo de atmósfera. Una atmósfera reductora contiene metano, amoniaco, hidrógeno y agua. La Tierra es claramente especial a este respecto, ya que su atmósfera contiene oxígeno, que es claramente de origen biológico.

Aunque existe una discusión acerca de la composición de la atmósfera primitiva, nosotros hemos demostrado que o bien se tiene un atmósfera reductora o no se puede llegar a obtener los compuestos orgánicos necesarios para la vida. Si no los hacemos en la Tierra, tenemos que traerlos de fuera mediante cometas, meteoritos o polvo. Ciertamente, algo de material llegó a través de estas fuentes. En mi opinión la cantidad llegada por estos medios debería haber sido demasiado pequeña como para contribuir de forma efectiva al origen de la vida.

¿De modo que a pesar de que estas son fuentes potenciales de compuestos orgánicos no son esenciales para la creación de vida en la Tierra?

Si se tienen los compuestos químicos básicos y una atmósfera reductora, se tiene todo lo necesario. La gente dice a menudo que algunos de los compuestos especiales llegaron del espacio, pero nunca especifican cuales. Si puedes conseguir que estos compuestos químicos surjan en las condiciones del polvo cósmico o de un meteorito, supongo que también podrías crearlos en la Tierra. Creo que la idea de que se necesita un compuesto especial e innombrable proveniente del espacio es difícil de apoyar.

Hay que considerar de forma separada las contribuciones de los meteoritos, polvo y cometas. La cantidad de compuestos útiles que se pueden obtener de los meteoritos es muy pequeña. El polvo y los cometas pueden aportar un poco más. Los cometas contienen mucho cianuro de hidrógeno (HCN), un compuesto que resulta clave en la síntesis prebiótica de aminoácidos, al igual que las purinas. Algo de HCN llegó a la atmósfera gracias a los cometas. Si sobrevivió al impacto, y qué cantidad fue, son cuestiones abiertas a la discusión. En cuanto a que se vaya a encontrar más de un pequeño porcentaje de compuestos orgánicos provenientes de cometas y polvo soy escéptico. En última instancia no importa demasiado de dónde venga. Suelo pensar que la síntesis prebiótica se dio en la Tierra, pero admito que podría estar equivocado.

La historia tiene otra parte. En 1969 un meteorito carbonáceo cayó en Murchison, Australia. Resultó que aquel meteorito tenía una concentración alta de aminoácidos, aproximadamente 100 partes por millón, y eran del mismo tipo de aminoácidos que se obtenían en experimentos como el mío. Este descubrimiento hizo plausible que procesos similares pudieran haber sucedido en la Tierra primitiva, en un asteroide, o a ese respecto, en cualquier otra parte donde se dieran las condiciones propicias.

Ver fotomicrografía del meteorito Murchison

¿No es la teoría de la Panspermia una manera ligeramente distinta de contemplar la cuestión final del origen de la vida?

Esa es una controversia diferente. Existen distintas versiones de la teoría. Una dice que no existe un origen de la vida, sino que la vida, como el universo, ha existido desde siempre y llegó a la Tierra desde el espacio. Esta idea no parece ser demasiado razonable ya que sabemos que el universo no ha existido siempre, de modo que la vida ha tenido que aparecer algún tiempo después del big bang, que ocurrió hace 10.000 o 20.000 millones de años.

Pudiera ser que la vida llegase a la Tierra desde otro planeta. Eso pude ser cierto, o no, pero aún así no responde a la pregunta acerca de dónde se inició la vida. Solo transfieres el problema a otro sistema solar. Los que lo proponen opinan que las condiciones podrían haber sido más favorables en otro planeta, pero en caso de ser cierto, deberían decirnos cuales eran esas condiciones.

En todas estas líneas, existe un consenso en que la vida debería haber pasado tiempos difíciles si se hubiera creado aquí a partir de la de otro sistema solar, a causa de los efectos destructivos de los rayos cósmicos a lo largo de extensos períodos de tiempo.

¿Qué hay de las ventilas submarinas como fuente de compuestos prebióticos?

Tengo una respuesta muy simple para eso. Las ventilas submarinas no fabrican compuestos orgánicos, sino que los descomponen. Ciertamente, estas afloraciones son uno de los factores restrictivos sobre la clase de compuestos orgánicos que se tendrían en los océanos primitivos. Hoy en día, el océano completo ha pasado a través de estas ventilas durante 10 millones de años. De modo que todos los compuestos orgánicos se destruyen cada 10 millones de años. Eso da lugar a una restricción sobre la cantidad de material orgánico que se puede obtener. Más aún, eso nos da una escala de tiempo para el origen de la vida. Si todos los polímeros y otras cosas atractivas que tenemos se destruyen, eso significa que la vida tiene que empezar temprano y rápidamente. Si observas el proceso en detalle, parece que los largos períodos de tiempo no son una ayuda, sino que actúan en detrimento.

¿Puede usted revisar con nosotros una parte de la historia y del trasfondo básico de su experimento prebiótico original?

En la década de 1820 un químico alemán llamado Woeller anunció la síntesis de la urea a partir del cianato de amonio, creando un compuesto que se da en la biología. Ese experimento es muy famoso porque está considerado como el primer ejemplo en el que compuestos inorgánicos reaccionan para formar un compuesto orgánico. Se solía hacer la distinción entre orgánico, significando de origen biológico, e inorgánico – dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) y grafito. Ahora sabemos que no existe tal distinción.

Sin embargo, continuaba siendo un misterio el cómo se habían podido formar compuestos orgánicos bajo condiciones geológicas y lograr que se organizaran en un organismo vivo. Había toda clase de teorías y especulaciones. Se llegó a pensar que si se tomaba material orgánico: harapos, carne putrefacta, etc. y se dejaba aposentar, surgirían espontáneamente gusanos, ratas, etc. No es una locura tan grande como parece, considerando que no se había descubierto el ADN. Era razonable sustentar dichas creencias teniendo en cuenta que se consideraba a los seres vivos como un protoplasma, una sustancia vital. Todo esto cambió en 1860 cuando Pasteur demostró que no se obtienen seres vivos a no ser que provengan de otros seres vivos. Esto echó por tierra la idea de la generación espontánea.

Pero la generación espontánea implica dos cosas. La primera es la idea de que la vida puede emerger a partir de una pila de harapos. La otra es que la vida se generó por primera vez, hace cientos de millones de años. Pasteur jamás probó que eso no había sucedido alguna vez, solo demostró que no pasaba todo el tiempo.

Cierto número de personas intentó experimentos prebióticos. Pero empleaban CO2, nitrógeno y agua. Cuando usas esos elementos químicos no sucede nada. Solo cuando se usa una atmósfera reductora comienzan a pasar cosas.

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Continúa en la parte II.

Traducido por Miguel Artime para