1. De la materia a la vida: buscando la continuidad

Si el universo se originó a las 0 horas, la vida no apareció hasta las 5 de la tarde. Después de más de once mil millones de años se hizo posible el salto del mundo mineral —inerte, incapaz de reproducirse— al mundo vivo: un mundo constituido a partir de la evolución de la materia estelar. En el planeta Tierra, formado hace ahora unos 4.500 millones de años, las moléculas, compuestos de átomos, se organizaron en macromoléculas; éstas, en células. La vida apareció y con ella se inició el largo camino hacia la gran diversidad actual de organismos.

Así como la investigación sobre el origen del universo requería ampliar casi infinitamente nuestra visión del espacio y de las distancias, la investigación sobre la vida ha requerido adentrarnos en el mundo de lo infinitamente pequeño, o sea, concebir que una sola gota de agua es todo uno universo lleno de vida.

Con el descubrimiento del alejamiento de les galaxias, Hubble ampliaba nuestro macrocosmos. En el año 1862, con unos descubrimientos que le hicieron célebre, Louis Pasteur (1822-1895), el Hubble del microcosmos, demostró que gérmenes microbianos pululaban en el aire, en el polvo que respiremos, en nuestras manos, en todos nuestros instrumentos. Pero, al mismo tiempo, demostraba que toda vida provenía de una vida preexistente: no había «generación espontánea», la infinidad de gérmenes microbianos provenía de otros gérmenes microbianos.

Si los experimentos de Pasteur demostraban que la vida no podía nacer de la materia inerte sino sólo de vida anterior, entonces, ¿cómo explicar la aparición de la primera vida? Fue Charles Darwin quién intuyó la llave del problema: no de una forma espontánea, sino gradualmente a lo largo de millones de años; la materia inerte ha engendrado la materia viva. La vida tiene su origen en la evolución de la materia, en la formación de las moléculas con capacidad de replicación.

En el año 1950, el francés Pierre Teilhard de Chardin(1881-1955), ya había defendido en diferentes escritos que la historia del universo es la historia de la materia que se organiza hacia la vida. La materia se organiza en una cadena de complejidad creciente, una cadena que comienza en las partículas elementales, sigue en los átomos, las moléculas, las macromoléculas, las células y los organismos individuales; y sigue en agrupamientos más complejos como son las sociedades humanas. Teilhard entiende la evolución de la materia y de la vida como un proceso dirigido y lleno de sentido: la materia, a contracorriente de la entropía, tiende a estados de orden más complejos, o sea, a estados con mayor número de elementos y más estrechamente organizados.

La visión de Teilhard completaba la hipótesis que, independientemente, habían formulado el bioquímico soviético Alexandr Oparin (1894-1980) y el biólogo inglés John Haldane (1892-1964). Oparin, en el año 1924, rompiendo el círculo del huevo y la gallina y superando la pregunta sobre cuál de los dos fue primero, abrió caminos cuando investigó la formación de compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos. Ambos concluyeron que las condiciones de la Tierra en formación eran muy diferentes de las actuales. La atmósfera, sin oxígeno ni nitrógeno, era una mezcla inhóspita de hidrógeno, metano, amoníaco y vapor de agua; bombardeada por la intensa radiación energética del sol, la mezcla habría propiciado la formación de una gran cantidad de moléculas orgánicas. Estos compuestos orgánicos, cayendo de la atmósfera al agua durante millones de años, fueron constituyendo, acumulándose, un verdadero «caldo de cultivo» de los primeros seres vivos.

La situación hipotética que Oparin y Haldane prefiguraron fue reconstruida al laboratorio, el 1952, por el químico Stanley Lloyd Miller. Simulando en un matraz] las condiciones de la Tierra en formación —una atmósfera primitiva y un constante bombardeo eléctrico—, logró hacer aparecer una sustancia anaranjada que contenía compuestos orgánicos, especialmente aminoácidos, las moléculas que componen la vida.

Ésta y otras reconstrucciones parecidas han permitido establecer una fundamentada hipótesis sobre el origen de la vida a la Tierra.

2. El caldo primitivo y el avance de la vida

La vida apareció en la Tierra hace entre 3.800 y 3.600 millones de años. ¿Cómo lo sabemos? Hace 3.900 millones de años, el planeta tenía agua: se han encontrado guijarros pulidos por el agua; por otra parte, disponemos de rocas, de 3.500 millones de años, llenas de bacterias.

Cuando la Tierra es formó, la vida no era posible. Con el enfriamiento del planeta, el agua se presentó en estado líquido. Las moléculas originales de la atmósfera primitiva, por la acción de los rayos ultravioletas solares, de los rayos eléctricos y de otras formas de energía, se rompían provocando fragmentos moleculares activos; de la combinación de éstos, saldrán moléculas nuevas más complejas que las originales. Las moléculas constituidas de carbono, hidrógeno y nitrógeno serían especialmente importantes. Hace 4.000 millones de años, no existían seres vivos, pero sí un gran número de moléculas orgánicas.

Las moléculas orgánicas, formadas a la atmósfera, fueron arrastradas por las lluvias constituyendo la sopa o caldo primitivo a partir del que, gradualmente, se organizará la vida. Probablemente en lagunas y marismas, donde se hallaban atrapadas, estas moléculas se asociaron unas a las otras formando largas cadenas. Algunas cadenas, cerrándose en ellas mismas con membranas, se transformarán en glóbulos previvientes. De la evolución lenta de estos glóbulos o gotas, una verdadera lucha por la vida antes de la vida, nacerá la vida y sus diversas formas.

Algunos glóbulos, adquiriendo una ventaja evolutiva, llegaran a ser capaces de reproducir su propia constitución merced a una cadena de cuatro moléculas, el ácido ARN. Entonces, cuando un glóbulo o gota se fragmenta, la nueva tiene un ARN parecido a la primera. Las dos funciones iniciales de este ácido (código informativo y principio activo) se diferenciarán dando paso a un código genético en forma de ADN y a las proteínas como principio activo.

Otro paso fundamental en el avance de la vida será una doble invención: la fotosíntesis y la respiración. De una molécula antepasado común emergerá el mundo de la clorofila, base de la fotosíntesis, y el mundo de la hemoglobina, base de la respiración. Las bacterias más antiguas encontradas, hace unos 3.500 millones de años, son testimonio de esta primitiva diferenciación: son bacterias de fotosíntesis. Llegará un momento en el que estos glóbulos o gotas se llamaran células; primero, sin núcleo diferenciado, las procariotas; después, con núcleo diferenciado, las eucariotas.

Una conquista altamente beneficiosa para la marcha de la evolución será el paso de la reproducción asexual a la sexual, un paso que mejorará tanto el intercambio de información genética como las posibilidades de adaptación al medio.

Y llegará un momento, después de millones de años, en el que las células, después de haberse agrupado formando colonias de organismos unicelulares, evolucionarán hacia organismos multicelulares. La tendencia a formar sociedades ha estado presente al principio de la vida. En estos organismos multicelulares comenzará la diferenciación celular. Unas células se especializarán en la locomoción; otras, en la digestión; otras, en el almacenamiento de energía.

Diferenciación celular y reproducción sexual acelerarán la gran aventura de la evolución biológica: invertebrados, peces, anfibios, reptiles, mamíferos, pájaros, primates. Miles de especies aparecerán. Charles Darwin será el gran cronista de los mecanismos de esta evolución.

3. Perspectivas

3.1 Un sistema vivo

El paso que va desde la previda (caldo primitivo) a la vida (células [procariotas como por ejemplo las bacterias) está lleno de interrogantes. Sabemos que se produjo hace unos 3.800 millones de años, después que el enfriamiento de la Tierra hiciera posible la presencia de agua líquida, indispensable tanto para la aparición de la vida como para su mantenimiento. Pero sigue en pie la pregunta sobre qué hizo posible que un conjunto de moléculas orgánicas agrupadas adquiriesen las características que definen los seres vivos.

Ahora bien, ¿que es un ser vivo? Un ser vivo es un sistema (o sea, una estructura diferenciada en relación al medio) que tiene la capacidad de automantenimiento y de autoreplicación. De aquí podemos extraer algunas propiedades que son características de la vida: individualización, todo ser vivo es una unidad autónoma delimitada por una membrana; nutrición, necesita asimilar alimentos; reproducción, todos los ser vivos pueden crear copias de sí mismo; evolución, por mutación y selección natural; muerte, toda vida es un proceso finito, la muerte hace posible la regeneración de la vida.

3.2 Una piedra y una mariposa: materia y vida

Una mariposa es un ser vivo; una piedra, no. ¿Qué diferencia hay entre los dos? A nivel elemental, se imponen las semejanzas; a nivel superior, las peculiaridades. Idénticas partículas elementales constituyen ambos objetos y, en un eslabón más, podemos decir que átomos parecidos. En el mundo de las moléculas, comienzan las diferencias, pero éstas se multiplican cuando se penetra en el mundo de les macromoléculas.

A ese nivel, la mariposa parece estar infinitamente más estructurada que una piedra; la mariposa, ser vivo, es infinitamente más ordenada, compleja y rica en información que una piedra, ser no vivo. Si la piedra, en su complejidad, se formó en las primeras horas del día del universo, la mariposa no se formará hasta las últimas horas.

3.3 ¿Un proceso con sentido o un proceso casual?

La historia de la vida es la historia hacia la complejidad y la estructuración. Complejidad que no es complicación, sino repetición ordenada de elementos simples que se reproducen. Una complejidad creciente que llevará a qué una forma de vida llegue a ser especialmente inteligente. La vida es un fenómeno inevitable de autoorganización de la materia; la materia lleva inscrita una tendencia hacia la vida. Por ello se afirma que la vida puede haber nacido diferentes veces y en diferentes lugares; pero su desarrollo ascendente posterior comporta muchas exigencias. Llegados aquí, la pregunta se hace inevitable: ¿ésta autoorganización de la materia hacia la vida, tiene un sentido o es casual? Es decir, ¿cabe hablar de una causalidad o de un azar creador? Más allá de la investigación científica, filosofías y religiones dan sus respuestas. Francis Crick, premio Nobel de Biología por su descubrimiento del ADN, afirmaba: «Un hombre honesto, equipado con todo el saber que hoy está en nuestras manos, habría de afirmar que el origen de la vida parece, actualmente, un hecho milagroso, tantas son las condiciones es preciso reunir para hacerla posible.»