De las moléculas a la vida: Coacervados en el Laboratorio

Saludos amigos de la Comunidad Stem-espanol, en esta oportunidad y siguiendo con mi línea biológica de publicaciones, he querido compartir un interesante post sobre la evolución de la vida, que va más allá de lo molecular, y que está fundamentada en la Teoría de la Coacervación de Oparin Imagen 1 . [Fotografía inédita del Autor- Dibujo digitalizado de Oparin (1979)]

El Origen de los elementos químicos al parecer subyace en la gran explosión del Universo. El Big bang nos muestra, como en un tiempo muy corto y de altas temperaturas por procesos de inflación, confinamiento de quarks, nucleosíntesis y recombinación, se originaron algunos elementos que hoy predominan en el universo, entre ellos el Hidrógeno y el Helio.

Estos elementos se fueron recombinando entonces para formar otros, como el carbono, y luego de ello complejos moleculares. Estos complejos moleculares, forman parte de los niveles de organización químicos; sin embargo, muchos de ellos los encontramos como elemento esencial en los seres vivos, desde los unicelulares hasta la multicelularidad.

Imagen 2 . [Esquema inédito del Autor]

El origen de la vida, como tema de polémica y estudio, siempre ha formado parte de discusiones científicas. “La vida proviene de la Vida” es el elemento clave de la Biogénesis y se sustenta en la Teoría celular que plantea “Omnis Cellula e Cellula” Frase de Francois Vicent. Ahora bien, Oparin (Biólogo y Bioquímico Soviético) plantea toda una interesante Teoría sobre el origen de los primeros seres vivos, donde nos habla de ciertos agregados moleculares primitivos “Coacervados” que serían los originarios de las primeras células ancestrales.

Su posición fue apoyada años posteriores por Stanley Miller, quien realizó todo un aparato de tesla para recrear las condiciones del planeta, en el momento en el que posiblemente se dio origen a los primeros seres vivos. En su experiencia llegó a obtener como producto, algunos aminoácidos importantes.

Las condiciones del Planeta

Según Oparin y Stanley Miller, las condiciones del planeta se correspondían con:

Imagen 3. [Esquema inédito del Autor]

Tal como se muestra en la imagen, las condiciones del planeta primitivo estaban caracterizadas por la presencia de una atmósfera reductora, rica en Anhídrido de Azufre, Amoniaco, Metano, vapor de agua. Todos estos elementos fueron entonces sometidos a erupciones volcánicas, descargas eléctricas y rayos UV. Esto contribuyó a la formación de compuestos orgánicos complejos, nucleótidos, ácidos grasos, azucares y aminoácidos.

En ese océano primitivo entonces, se formaron macromoléculas esféricas, que fueron llamadas por Alexander Oparin como COACERVADOS. Estos, absorbían del medio acuoso diferentes sustancias orgánicas, lo que les permitía crecer y aumentar de peso. Presentan una forma rudimentaria con estructuras internas inestables, que pueden desintegrarse rápidamente. A continuación les presentaré, una manera sencilla de generar Coacervados en el Laboratorio.

Materiales

Imagen 4 . [Fotografía inédita del Autor]

Imagen 5 . [Esquema inédito del Autor]

Imagen 5 . [Fotografía inédita del Autor]

Imagen 6. [Esquema inédito del Autor]

Imagen 7 . [Fotografía inédita del Autor]

Resultados

Imagen 8 . Coacervados vistos bajo un aumento de 400X [Fotografía inédita del Autor]

En la imagen podremos observar a los agregados moleculares bien establecidos. Se nota la presencia de una protomembrana que divide el medio acuoso externo del protoplasma primordial interno. Cada Coacervado se observa independiente del otro, tal como lo plantea Oparin en su teoría.

Discusión

En el proceso evolutivo del planeta Tierra entonces, debieron formarse en las aguas de los océanos primitivos, sustancias orgánicas cada vez más complejas, similares a lípidos, proteínas y azucares, que formaron parte de los primeros seres vivos.

Los Coacervados vienen a ser entonces agregados moleculares, que compartimentalizaron una membrana para separar el medio externo del interno, donde ocurrirían las reacciones químicas que, consecuencialmente irían construyendo la estructura de una célula primitiva procariota. Estos, a pesar de no poseer vida, llevaban latente la probabilidad de originarla, en ciertas condiciones, que permitieron su evolución hacia sistemas vivos primarios.

La materia orgánica entonces, adoptó una estructura compleja, a través de reacciones organoquímicas. Un estudio de las Leyes de la química coloidal muestra que existen coincidencias fisicoquímicas entre la composición del protoplasma y los coacervados obtenidos en el Laboratorio.

Por supuesto que no están vivos. Los coacervados obtenidos en el laboratorio reaccionaron de acuerdo a lo esperado, pues se indujeron los resultados. Los coacervados que aparecieron en los tiempos de la tierra primitiva, no estuvieron sometidos a esa armonía estructural, pues las condiciones pudieron se adversas y cambiantes. Estos tuvieron de alguna forma, que superar las leyes coloidales para comenzar a ser visto desde la biología como seres vivos primitivos.

La vida de alguna manera se desarrolló, de una estructura celular primitiva a una célula eucariota que tendió a la pluricelularidad y posteriormente a la formación de tejidos, órganos y sistemas de órganos, tanto en plantas como en animales, y que hoy en día caracterizan la variabilidad de la diversidad biológica en el planeta.

Referencias de apoyo

Oparin, A. (1979). El origen de la vida. Editorial Época: México