El Origen de La Vida Desde Un Punto de Vista Geológico

Gmez-Caballero y Pantoja Alor56

BOLETN DE LA SOCIEDAD GEOLGICA MEXICANATOMO LVI, NM. 1, 2003 P. 56-86

El origen de la vida desde un punto de vista geolgico

J. Arturo Gmez-Caballero* y Jerjes Pantoja-Alor

Instituto de Geologa, Universidad Nacional Autnoma de MxicoApdo. Postal 70-296, 04510 Mxico, D. F., Mxico.* [email protected]

Resumen

El origen de la vida ha sido considerado como el problema cientfico ms importante desde los albores de la ciencia.Para tratar de resolverlo se han elaborado diversas hiptesis que tuvieron inicio con la generacin espontnea, sostenidapor Aristteles, que tuviera vigencia hasta 1864, cuando fue desacreditada por los experimentos de Pasteur.

A partir de entonces surgieron las ideas acerca del origen qumico de la vida, que diferan entre s en el entorno geogrficoconsiderado. Los primeros registros de tales ideas corresponden a Ernst Haeckel, en 1866, y a T.H. Huxley, en 1868; sinembargo, stos han sido superados en popularidad por Darwin, quien enunciara la hiptesis, en 1871, de que la vida sehubiese originado en una pequea charca tibia. Ms tarde, Oparin y Haldane, independientemente uno del otro, propusieronque la vida tuvo su inicio en el mar, en la zona cercana a su superficie o en sus orillas, a partir de un caldo primordial,hiptesis que alcanz una gran notoriedad a raz del clsico experimento de Urey y Miller, en el que se efectu la sntesisde aminocidos, publicado en 1953.

La hiptesis de la panspermia (semillas en todas partes), que proclama el origen extraterrestre de la vida, fue enunciadapor Arrhenius en 1903. Esta corriente se ha visto reforzada recientemente por el descubrimiento tanto de supuestas formasde vida en meteoritos marcianos, como de la existencia de sustancias orgnicas complejas en el espacio sideral. Lapresencia de materia orgnica extraterrestre no es de sorprender, puesto que los elementos esenciales para la vida (C, H, O,N) se formaron desde las primeras etapas de la evolucin del universo.

En la actualidad, es la hiptesis hidrotermal la que debe considerarse como ms factible debido a que la profundidad delos mares proporcionaba proteccin contra las condiciones adversas imperantes en la superficie en esa poca, y a que lacomplejidad de los sistemas hidrotermales proporciona una gran variedad de condiciones que se consideran necesariaspara que se haya originado la vida: permiten una gama ms amplia de acidez-alcalinidad (pH) y de condiciones reductoras(Eh) que las aguas de los mares; presentan minerales con un extraordinario comportamiento qumico, como el grupo de laszeolitas o las arcillas del grupo de la esmectita (montmorillonita); y estn sujetos energa geotrmica, con lo cual se evita lainfluencia nociva de la radiacin ultravioleta asociada a la energa solar; y presentan, como posible fuente alterna deenerga, una gran diversidad de reacciones qumicas exotrmicas, lo que pudiera ser aprovechado para el proceso demetabolismo.

La hiptesis hidrotermal, por otra parte, no es ajena a la panspermia. Independientemente de que la vida se hayaoriginado en la Tierra o fuera de ella, el descubrimiento reciente de agua, originalmente en estado lquido, lo que seconsidera como condicin determinante para el origen de la vida, en meteoritos primitivos de la parte exterior del cinturnde asteroides, que fue calentada por la desintegracin radiactiva de istopos de corta vida media en los inicios del sistemasolar, hace que la hiptesis hidrotermal trascienda los lmites terrestres y se extienda hacia, por lo menos, una parte delsistema solar.

Palabras clave: Origen de la vida, hiptesis hidrotermal, panspermia.

El origen de la vida desde un punto de vista geolgico 57

1. Introduccin

En el estudio presente se pretende ofrecer unadescripcin somera del papel del hidrotermalismo en elorigen y desarrollo de la vida. El origen de la vida ha sidoobjeto de especulacin filosfica y cientfica desde losalbores de la civilizacin. Las teoras idealistas tenanfundamento en la tradicin, oral o escrita, de las religiones.Conviene aqu hacer notar que, dentro de la nomenclaturacientfica, hiptesis es una respuesta a cierta interrogante,que cae dentro de lo posible con base en la observacin yexperimentacin, pero con un grado de certidumbre inferioral de una teora. En este artculo, se hace una relacin sucintade las hiptesis cientficas sobre el origen de la vida, cuyavalidez depende del entorno geogrfico, haciendo nfasisen la ms reciente de ellas, la hiptesis hidrotermal.

Dado que la materia orgnica que forma los cuerposvivos est formada esencialmente por los elementosqumicos C, H, O y N, se juzg conveniente exponer acontinuacin una resea de la formacin de estos elementospor reacciones en las estrellas, coincidiendo en esto con laorganizacin del clsico libro El origen de la vida, deOparin.

2. Origen en el universo de los elementos esencialespara la vida: C, H, O, N

Al considerar el origen de la Tierra, para entender elorigen de los elementos, se tiene que partir desde los iniciosdel universo que, segn la teora de mayor aceptacin en laactualidad, la del Big Bang (desarrollada por GeorgeGamow con base en el descubrimiento, hecho por EdwinHubble, de que el universo est en expansin), tuvo lugarhace 14 Ga (giga-aos; 1 Ga = 1x109 aos), edad estimadapor el corrimiento hacia el rojo de las galaxias distantes.No debe sorprender la presencia de agua en la Tierra ni enel resto de los cuerpos del universo, pues los elementosque la componen, hidrgeno y oxgeno, se forman en unaetapa temprana de la evolucin de los cuerpos estelares. Elhidrgeno puede considerarse como la materia prima de laque se derivan todos los dems elementos; es el combustibleque genera energa por fusin produciendo helio. Alempezar a disminuir la cantidad de hidrgeno, latemperatura de la estrella disminuye y la capa exterior desta se expande: es el inicio de la etapa de gigante roja. Elhelio se empieza a acumular en el ncleo de la estrella hastaproducir el colapso de ste por gravitacin, lo que eleva la

Abstract

The origin of life is generally regarded as the most crucial problem since the dawn of scientific thought. For its solution,several hypotheses have been proposed, beginning with that of the spontaneous generation supported by Aristotle, whichhad validity until 1864, when Pasteur experimentally demonstrated that it was wrong.

Since then, a number of ideas concerning the origin of life by chemical reactions arose, which differed from each otherin its particular geographical environment. The first ones were proposed in 1866 by Ernst Haeckel, and in 1868 by T.H.Huxley, but nowadays they have been surpassed in popularity by the Darwins hypothesis of the origin of life in somewarm little pond, enounced in 1871. Later, independently from each other, Oparin and Haldane proposed the hypothesisof the origin of life from a primordial soup that had a great acceptance, especially afterwards the classical experiment ofUrey-Miller on amino acid synthesis, published in 1953.

The panspermia hypothesis (seeds everywhere), which proposes an extraterrestrial origin of life, was enunciated byArrhenius in 1903. This assumption has been recently strengthened by the discovery of alleged bacteria fossils in Martianmeteorites, as well as by the presence in the outer space of complex organic compounds.

Nowadays, the hydrothermal hypothesis should be considered as the most feasible of them, because the depth of theseawaters served as a shelter against the hostile conditions in the surface in that time. Besides, the inherent complexity ofthe hydrothermal systems offered a wide range of parameters that favor the origin of life: more suitable acidity-alkalinity(pH) and reducing conditions (Eh) than the seawaters; presence of minerals with extraordinary chemical properties, suchas the zeolite group or the smectite (montmorillonite) clay group; dependence on the geothermal energy, avoiding thedeleterious effect of the ultraviolet radiation of the solar energy; and availability of diverse chemical compounds that reactexothermically, which can be used for the metabolism process.

The hydrothermal hypothesis does not exclude the panspermia. Whether life has been originated in the Earth or outsideit, the recent discovery of water, originally in liquid state, regarded as a necessary condition for life, in primitive meteoritesfrom the outer part of the asteroid belt, which was heated by radioactive decay of short-lived isotopes, abundant in thebeginnings of the solar system, make the hydrothermal hypothesis transpose the Earth limits toward, at least partially, thesolar system.

Keywords: Origin of life, hydrothermal hypothesis, panspermia.


temperatura lo suficiente para que se inicie la fusin dehelio, que produce carbono. A su vez, el carbono da lugaral nitrgeno y al oxgeno. Estos procesos se expresan porlas reacciones sucesivas siguientes:

1H + p 2D + +2D + p 3He + 2 3He 4He + 2p3 4He 12C +

12C + p 13N + 12C + 4He 16O

Conforme la temperatura se eleva an ms, el 12C y el16O, que adems producen elementos de nmero atmicocercano a ellos mediante la captura o emisin de partculassubatmicas, se fusionan de manera explosiva para producir28Si y otros elementos de nmero atmico cercano a ste,dando lugar a la etapa de desintegracin estelar, la desupernova:

12C + 16O 28Si

En estrellas de densidad muy alta, la fusin del 12C y el16O se efecta hasta casi agotar ambos elementos, sin ladestruccin de las mismas. Con el incremento resultante dela temperatura, sobreviene la fusin de los tomos de 28Sientre s, que es de tal violencia que produce el estallido quemarca el fin de un ciclo estelar, originndose la supernova.El producto de esta fusin es el 56Ni, inestable, que porcaptura de dos partculas beta se transforma en 56Fe, estable:

2 28Si 56Ni56Ni + 2- 56Fe

Por su parte, el Fe forma los elementos ms pesadosque l aceptando partculas alfa, protones y neutrones yaceptando o emitiendo partculas beta; no obstante, ya noes capaz de producir reacciones de fusin, porque estsituado en la cima de la curva de energa de enlace nuclear.Esto es debido a que las reacciones de fusin entreelementos situados en la curva a la derecha de este puntoabsorberan energa en vez de liberarla.

Segn lo anterior, el carbono, la base para la vida, eselaborado en el ncleo de las gigantes rojas, en particularen el de las estrellas AGB (Asymptotic Giant Branch), queson gigantes rojas de edad intermedia, por el denominadoproceso triple alfa (la fusin de tres ncleos de helio,que son llamados partculas alfa). La formacin estelar delcarbono fue propuesta por Fred Hoyle en la dcada de 1950y recibi el nombre de principio antrpico; sin embargo,los compuestos orgnicos (nombre errneo debido a laantigua teora del vitalismo, que sostena que talescompuestos nicamente podan ser producidos por unafuerza vital propia de la materia viva) identificados enellas son relativamente sencillos; slo son de cadena abierta,como el acetileno.

La materia orgnica con cierta complejidad secaracteriza por contener anillos de seis y de cinco tomosde carbono. Estos compuestos de cadena cerrada, o cclicos,tambin llamados aromticos por su olor caracterstico,que tienen como base al benceno, han sido identificados,por medio de su espectro infrarrojo, solamente en estrellasque se encuentran en una fase estelar ms avanzada que lasgigantes rojas: la etapa de transicin a la de nebulosaplanetaria (Cernicharo et al., 2001). Las nebulosasplanetarias reciben este nombre porque consisten en estrellasque estn en la fase de enanas blancas, rodeadas por unabrillante nube de gas y polvo estelar, que en los telescopiosdan la apariencia de sistemas formados por un sol y susplanetas.

La etapa de gigante roja de una estrella consiste en quemientras en el ncleo de la misma se efectan reacciones defusin de helio formndose carbono como producto, en susuperficie ces temporalmente la fusin de hidrgeno enhelio dando lugar a la formacin de una envoltura de gasesy polvo, en los cuales est presente el carbono provenientedel ncleo, llevado probablemente por corrientes deconveccin, la que se expande hasta ocupar un volumenunas 70 veces mayor. En la etapa de transicin, lacontraccin gravitacional en el ncleo de la estrella haceque aumente considerablemente la temperatura con emisinde radiaciones, lo que origina una inestabilidad que haceque la estrella pulse y que el material que forma la envolturasea expulsado a gran velocidad. Para ilustrar esta fase, sepuede poner como ejemplo el del sol, el cual, debido a queno posee una gran masa, al final de su ciclo estelar expelerla mayor parte de la materia que forma su envoltura, la quellegar hasta la rbita de Marte, en lo que se denomina etapade gigante roja. Subsecuentemente, esta materia serimpulsada a una gran velocidad y se expandir hastaalcanzar la rbita de Plutn en unos 10, 000 aos, entrandoen la etapa de nebulosa planetaria. Despus de estetiempo, la materia, que seguir en expansin, se har dedensidad tan baja que ya no ser detectada, quedando slouna enana blanca. El telescopio espacial Hubble hafotografiado la etapa de transicin en un caso en el que laemisin de masa es bipolar, es decir a lo largo de un ejehacia uno y otro extremo del mismo, dando origen a unaespecie de mancuerna con la enana blanca en el centro.

El material expulsado por la gigante roja consiste enhidrocarburos de cadena abierta, como el acetileno,formados hasta por ocho tomos de carbono. La importanteetapa de transicin es en la que los fotones de la radiacinultravioleta, as como el viento estelar, de gran velocidad,procedentes de las enanas blancas, actan sobre talesmolculas simples, que fueron formadas por radiacin delongitud de onda larga, rompiendo sus enlaces ypromoviendo nuevas reacciones que dan lugar a laformacin del benceno mediante un proceso que ha sidollamado polimerizacin del acetileno. En la fase siguiente,la de nebulosa planetaria, no se detecta benceno, sino slolneas espectrales no identificadas que corresponden a


calentarse gradualmente conforme la contraccingravitacional en el globo central aumentaba, hasta alcanzar,por lo menos en la parte interna del disco, en la que quedaubicada la Tierra, una temperatura lo suficientemente altacomo para hacer que la fase slida pasara al estado gaseoso,exceptuando el material rocoso ms refractario. Por su parte,la parte externa del disco qued relativamente fra. Sinembargo, la radiacin de la supernova que activ a lanebulosa debi haber sido lo suficientemente intensa comopara destruir todo rastro de desintegracin radiactiva tilpara fechar, ya que hasta la fecha no se ha obtenido datacinalguna en los meteoritos que sea superior a los 4.6 Ga. Seinfiere el carcter presolar de estas partculas, llamadasgranos presolares, con base en relaciones isotpicasdiferentes a las del sistema solar, dadas por la abundanciaen ellas de 28Si, 44Ti, 18O y 26Al, entre otros.Subsecuentemente, por condensacin de esta fase gaseosasobrevino la formacin, en tres etapas, de los siguientesminerales, segn el excelente resumen que de la ciencia delos meteoritos hacen Snchez-Rubio et al. (2001): primeraetapa, en la que se forman los llamados CAIs (calcium-aluminum inclusions): corindn, perovskita, melilita,espinela, Fe-Ni y dipsido; en una segunda etapa se formanlos cndrulos: olivino, piroxeno y plagioclasa; y en unatercera etapa se forma la matriz de las condritas: olivinoalto en Fe, piroxeno, magnetita, troilita, etc. Por el contrario,en la parte ocupada por los asteroides, principalmente ensu faja externa, se conservaron en estado slido algunaspartculas de material refractario de la nebulosa. Losmeteoritos se producen por fragmentacin, debida acolisin, de su asteroide parental y son sacados de su rbitapor el fuerte empuje gravitacional de Jpiter. El desarrollode la geoqumica isotpica ha permitido identificarmeteoritos que provienen de Marte, del que fuerondesprendidos por fuertes impactos meteorticos ypermanecieron en el espacio durante varios millones de aosantes de ser atrados por el campo gravitacional terrestre.

Los meteoritos provenientes de la regin externa delcinturn de asteroides son denominados meteoritosprimitivos; es decir, que fueron los primeros en formarse.Uno de los meteoritos de tal tipo, que ha sido de granimportancia para el estudio de los orgenes del sistema solar,es el Allende (Figura 1), cado a pocos kilmetros al SW deJimnez, Chihuahua; en l, fueron reconocidos dos tiposde CAIs: el primero formado por cndrulos gruesos,constituidos por gehlenita y fassata titanfera con espinelay anortita en cantidad escasa; el segundo tipo consiste enfragmentos irregulares de color blanco o rosado formadospor melilita, fassata y espinela, con nefelina, sodalita yanortita como minerales secundarios y perovskita e hibonitacomo accesorios. La edad del meteorito Allende, obtenidaen CAIs por el mtodo Pb-Pb, es de 4.566 0.002 Ga (Cheny Wasserburg, 1981). Tal edad es la del principio del sistemasolar, al inicio de la formacin de los planetas, por lo quese ha llegado a considerar como el meteorito de mayorantigedad que ha cado en la Tierra, ms antiguo an que

compuestos muy complejos que se cree sean aromticos(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons), con cadenasformadas por cientos de tomos de carbono (Cernicharo etal., 2001).

Con base en lo anterior, puede concluirse que, por lomenos en parte, el material carbonoso de nuestro sistemasolar podra haberse originado en las fases de nebulosaplanetaria, de etapa de transicin o de gigante roja de unaestrella o, incluso, estar formada por todas estas fases enconjunto procedentes de una gran diversidad de estrellas.La otra parte, podra deberse a que, ya en la fase de nebulosaprevia al origen del sistema solar (protonebulosa), hayantenido lugar los procesos de polimerizacin debido al efectode la explosin de la supernova que tambin activ elcolapso gravitacional de la protonebulosa.

3. Origen del sistema solar y de la Tierra

La teora sobre la formacin del sistema solar y de laTierra de mayor aceptacin en la actualidad se puede resumiren las siguientes etapas:

1. Existencia de una nebulosa de gas y polvo (partculasde material rocoso de tamao microscpico, cubiertas porhielo formado principalmente por CO2, CH4 y NH3). Seform por aglomeracin de la fase gaseosa emitida por laexplosin de una supernova y posiblemente con aporte deotro tipo de estrellas, como las gigantes rojas, como ya sedijo.

2. Esta nebulosa se activ hace aproximadamente 4.6Ga, debido a la energa proporcionada por las ondas dechoque de una supernova vecina, que origin laaglomeracin de la materia difusa produciendo unaprotonebulosa. Este evento caus que, por atraccingravitacional, el gas y el polvo de la protonebulosa seconcentraran en un globo dotado de rotacin producida porel citado colapso gravitacional, como ha sido verificado entodos los casos que han podido ser observados en eluniverso. Conforme progresa la contraccin, la velocidadde rotacin aumenta debido al principio de conservacindel momento angular. La fuerza centrfuga asociada a larotacin tiende a dispersar el material del sistema protosolarrecin formado, pero esta fuerza es canalizada hacia laformacin alrededor del ecuador del protosol,perpendicularmente al eje de rotacin, de un disco del quese separan los anillos que darn origen a los planetas.Aunque la masa del sol equivale al 99.85% del total delsistema, el momento angular de los protoplanetas,principalmente Jpiter, representa el 95% del total(Turekian, 1972), lo que evita la destruccin de laprotoestrella. En la hiptesis de la nebulosa, expuestaoriginalmente por el filsofo alemn Immanuel Kant yperfeccionada subsecuentemente, en 1796, por el astrnomoy matemtico francs, Pierre Laplace, todo el disco secalentara a gran temperatura. En la actualidad se consideraque la materia del disco, inicialmente fra, empez a


el sistema solar. En el meteorito Murchison fue identificadala sntesis de Streicker, la cual produce aminocidos ehidroxicidos en proporcin directa a la cantidad deamonaco presente (Peltzer et al., 1984).

Otro de los meteoritos primitivos ms notorios es elmeteorito de Tagish Lake (Figura 2), cuya cada en el Yukn,Canad, el 18 de enero de 2000, fue filmada. Hiroi et al.(2001) consideran, por estudios de reflectancia, queproviene de un asteroide de tipo D, que se ubican en laparte ms externa del cinturn de asteroides,considerablemente ms fra que la parte interna. En l se haidentificado un tipo sencillo de molculas orgnicas, sintrazas de aminocidos, con nanodiamantes y un tipo decarbn, diferente al diamante y al grafito, que es conocidocomo fullereno, por lo que es considerado como el msprimitivo de los meteoritos conocidos, con una edad de 4.5Ga, y con una lnea de evolucin qumica completamentediferente a las de los meteoritos Allende y Murchison(Brown et al., 2000).

Las partculas preservadas de la nebulosa original(granos presolares) constituyen los objetos ms antiguosconocidos. Se cree que se hayan formado por condensacinde la fase gaseosa que result de la explosin de unasupernova con aporte de otro tipo de fuente, como lasgigantes rojas, las novas o las llamadas AGB (gigantes rojasmuy viejas). En el laboratorio, estas partculas se separande los meteoritos por disolucin en cidos fuertes. Talespartculas consisten en fragmentos pequeos de variosminerales, que en orden descendente de abundancia sonlos siguientes: (1) Diamantes microscpicos o

nanodiamantes, C (cbico), 2 nanmetros de tamao; suinusual valor isotpico de Xe sugiere que procedan de unasupernova. (2) Carburo de silicio, SiC, 0.120 m;probablemente provienen de estrellas del tipo AGB. (3)Grafito, C (hexagonal), 20 m en promedio; por lasrelaciones isotpicas de varios elementos puede provenirde una supernova o de un fuerte viento estelar; contieneinclusiones de TiC, FeC y Fe-Ni que sirvieron de ncleosalrededor de los cuales se depositaron capas concntricasde grafito. (4) Nitruro de silicio, Si3N4; han sido halladosslo unos cuantos granos; se cree que provenga de unasupernova. (5) Corindn. (6) Espinela. (7) Rutilo. Estos tresltimos son muy escasos y por ser xidos se cree queprovengan de un tipo de gigante roja vieja, rica en oxgeno.Respecto a los CAIs, cuyo origen fue asignado por Snchez-Rubio et al. (2001) a la primera etapa de condensacin apartir de la nebulosa, como se mencion antes, esos mismosautores sealan que debido al exceso de 26Mg en talespartculas, elemento que se produce por la desintegracinradiactiva del 26Al, que a su vez se origina en las supernovas,es probable que los CAIs provengan de una supernova quedebe haber estado cercana debido a la corta vida media deeste istopo radiactivo y que probablemente se trate de lamisma supernova cuyas ondas de choque colapsaron lanebulosa original, lo que origin la formacin del sistemasolar. No obstante, pese a que hasta la fecha no se hanhallado edades ms antiguas que 4.6 Ga, cabe la posibilidadde que los CAIs hayan formado parte de la misma nebulosaque dio origen al sistema solar, pero que por su carcterrefractario no se hayan evaporado, sobre todo en la zonaexterna del cinturn de asteroides, donde la temperaturadebi haber sido considerablemente menor que en la zonainterna de ste; lo mismo podra decirse de la materia

Figura 1. Imagen SEM de un cndrulo del meteorito Allende. En lasinclusiones de calcio y aluminio (CAIs), de color claro, se ha identificadomelilita, fassata y espinela, con perovskita e hibonita como accesorios.En el material carbonoso, se ha identificado tanto hidrocarburos alifticoscomo aromticos. Tamao del orden de dcimas de milmetro (Tomadode Snchez-Rubio et al., 2001).

Figura 2. Meteorito de Tagish Lake. Se considera que es el meteorito msprimitivo, porque proviene de la fra zona exterior del cinturn deasteroides, en la que el material original de la nebulosa se preserv mejorde la temperatura que vaporiz dicho material en las zonas ms cercanasal sol (Tomado de Brown et al., 2000).


orgnica compleja, la cual, como se expuso anteriormente,ha sido reconocida en las gigantes rojas antiguas, por loque no puede asegurarse que se formaron durante la primeraetapa de formacin del sistema solar. Por lo que toca a laparte interna del cinturn de asteroides, lo ms probable esque los CAIs s se hayan volatilizado y que luego se hayanvuelto a formar durante la primera etapa de aglomeracin;de acuerdo con esto, la materia orgnica en esta regin seform durante el origen del sistema solar. El material de lanebulosa, cerca de los 2,000K y a una presin de unamilsima de la presin atmosfrica, se encontraba en estadogaseoso, y al enfriarse se condensaron primero los silicatosde calcio y aluminio, seguidos por la aleacin de hierro ynquel, y finalmente por los silicatos de magnesio. Lasecuencia de los principales elementos inicialmenteformados se expone en la Tabla 1.

3. En el disco que bordeaba el ecuador de la protoestrellase originaron anillos cuyas partculas coalescieron paraformar cuerpos de tamaos diversos. Los asteroides seconsideran como representantes de esos cuerposprimigenios; se piensa que no pudieron unirse para formarun planeta por la fuerte atraccin gravitacional de Jpiter.Los meteoritos se dividen en ptreos (formadosprincipalmente por silicatos), metlicos y mixtos. Losmeteoritos ptreos se dividen, a su vez, en condritos yacondritos; los primeros son los ms abundantes y estnformados por cndrulos de alrededor de 1 mm de dimetroo ms pequeos, de composicin semejante a la del basalto,con excepcin de los condritos carbonosos, que contienencompuestos orgnicos complejos y una cantidad

considerable de agua formando minerales hidratados, comola clorita; se cree que este ltimo tipo provey el agua de laTierra, as como los compuestos orgnicos de los que seorigin la vida; los condritos carbonosos constituyen sloalrededor del 2% del total de meteoritos identificados. Losacondritos, que son ms escasos, carecen de cndrulos, loque se atribuye a la desaparicin de la textura original debidoa metamorfismo por impacto. Los meteoritos metlicos sonaleaciones de hierro y nquel que suelen contener glbulosde FeS (troilita). Los meteoritos mixtos son ptreos coninclusiones de hierro y nquel finamente diseminadas enellos. Respecto al origen de la Tierra, sta se form porcoalescencia de cuerpos, los que han sido denominadosplanetesimales, que pasaron con el tiempo desde tamaomuy pequeo hasta muy grande. La fusin de la Tierra tuvolugar debido a la concurrencia de cuatro factores: (1) Conel aumento de tamao de la Tierra y el consiguiente aumentode su atraccin gravitacional, se incrementaron los choques,cuya energa cintica se transform en calor quepaulatinamente fue elevando la temperatura del planeta. (2)Relacionado con el proceso de acrecin planetesimal, en lageneracin de calor, est el consecuente aumento de lagravedad, lo que produjo un incremento en la temperaturapor contraccin en el protoplaneta. (3) Descenso de laspartculas de hierro y nquel para formar el ncleo, cuyaenerga potencial se transform en energa calorfica. Esteproceso, por s slo, pudiera haber contribuido con el 50%del calor necesario para la fusin de la Tierra (Fyfe, 1974).(4) Finalmente, se tiene la energa radiactiva, que debihaber sido importante en esa poca debido a un aporteconsiderable de istopos de corta vida media. Acontinuacin, en el material fundido tuvo lugar el importanteproceso de diferenciacin, ya iniciado con la formacin delncleo y seguido con la formacin del manto y la corteza.

4. El globo central del protosistema solar estaba sujetopor atraccin gravitacional al colapso o implosin de suspartculas hacia el ncleo, lo que traa como consecuenciaun aumento en la presin. Finalmente, la presin lleg a sertan elevada que venci la fuerza de repulsin entre losncleos de hidrgeno (protones), fusionndolos, con lo quese produjo la ignicin o formacin del sol. Este evento defusin termonuclear gener un viento solar que barri losgases (H, He, H2O, CH4 y NH3) de la primera atmsfera delos planetas interiores, de Mercurio a Marte, dejndolosenriquecidos en silicio y hierro.

5. Los gases barridos de los planetas interiores fueronatrapados por el campo gravitacional de Jpiter que seconvierte en el ms grande de los planetas y atrae, porconsiguiente, la mayor parte de los meteoritos. Esto sirvi,y sigue sirviendo, de proteccin a la Tierra, porque originuna disminucin considerable en la frecuencia de impactosmeteorticos. El planetoide, que se supone del tamao deMarte, que se cree haya chocado con la Tierra hace 4.45 Gay que haya desprendido una parte de la misma que seconvirtiera en la Luna (Halliday, 2000), es probable que sehaya formado en el mismo anillo en el que se encontraba la

Tabla 1. Secuencia de minerales en equilibrio condensados de un gas decomposicin csmica y a una presin de 10-3 atm (tomada de Turekian,1972).

Mineral Composicin Temperatura de condensacin

[K]

Temperatura de desaparicin

[K]

Corindn Al2O3 1,758 1,515 Perovskita CaTiO3 1,647 1,393 Melilita Ca2Al2SiO7 1,625 1,450 Espinela MgAl2O4 1,515 1,362 Hierro nativo Fe+12.5%

mole Ni 1,473 -

Dipsido CaMgSi2O6 1,450 - Forsterita Mg2SiO4 1,444 - (xido de titanio) Ti3O5 1,393 1,125 Anortita CaAl2Si2O8 1,362 - Enstatita MgSiO3 1,349 - Eskolata Cr2O3 1,294 - Cobalto nativo Co 1,274 - Alabandita MnS 1,139 - Rutilo TiO2 1,125 - Feldespato alcalino (Na,K)AlSi3O8 ~1,050 - Troilita FeS 700 - Magnetita Fe3O4 405 - Hielo H2O 200 -


que tuvo lugar desde el inicio de la Tierra hasta 4,030 Ma;en virtud de esto, zircones detrticos hallados en depsitosfluviales antiguos metamorfoseados en el terreno del GneisNarryer, de la regin de Jack Hills, distrito Murchison, enAustralia occidental, fueron reportados simultneamente pordos grupos de investigacin diferentes, convirtindose enlos materiales terrestres de mayor antigedad conocidos:

Por una parte, Wilde et al. (2001) determinaron una edadde 4,404 8 Ma, por 207Pb/206Pb en zircones (Figura 3),cuyo contenido en tierras raras, relacin 18O alta einclusiones de SiO2 indican una fuente magmtica grantica.El granito, a su vez, implica la existencia de ocanos, puestoque se genera por subduccin de un segmento de cortezaocenica con minerales hidratados, lo que abate el puntode fusin de los minerales de tal segmento y permite laformacin de magma grantico por fusin parcial ydiferenciacin magmtica. El granito recin formado debehaber constituido inicialmente un arco de islas, que pudohaberse unido ulteriormente, por acrecin, a otros arcos deislas granticos formando una primitiva corteza continental.

El segundo reporte es el de Mojzsis et al. (2001), quienesanalizaron un pequeo cristal de zircn en el que obtuvieronun rango de edades de 3,910 a 4,280 Ma y tambin unarelacin isotpica 18O alta que los llev a inferir que seform en la superficie a temperaturas del orden de los100C, en las que ya era posible la existencia de agua lquiday, por ende, de vida.

Las rocas que muestran la evolucin ms temprana dela corteza son el llamado Complejo Gnisico Itsaq (Figura4), que consiste en extensos afloramientos de gneis decomposicin tonaltico-granodiortica con cerca del 10%

Tierra, con lo que culmin el proceso principal de acrecinde este planeta. Tal choque junto con los repetidos impactosmeteorticos pudieron haber causado la fusin repetida delas primeras litosferas.

4. Formacin de la litosfera, la atmsfera y losocanos

4.1. Litosfera

Debido al estado de fusin de la Tierra se produjo, pordiferencias de densidad, el evento de diferenciacinmagmtica, de una importancia capital en su evolucin. Ladiferenciacin condujo a la formacin de un ncleointerior de Fe y Ni en estado slido, rodeado por unacapa, llamada ncleo exterior, de Fe y Ni fundidos, cuyoborde externo contiene FeS (troilita). La capa siguiente esla del manto inferior, que se define como la zona situada auna profundidad de unos 1,000 km, formado por silicatoscon una densidad de 4.7 g/cm3. Por encima de l, se halla elmanto superior, formado por silicatos con una densidad de3.4 g/cm3 y composicin peridottica. Al enfriarse lasuperficie se desarroll rpidamente una capa slida,llamada corteza, que est separada del manto superior porla discontinuidad de Mohorovicic, definida por el cambioen la velocidad de las ondas ssmicas P de 7 km/s en lacorteza inferior, a 8.1 km/s en el manto superior. La cortezaocenica tiene un espesor promedio de 10 a 15 km, y lacorteza continental de unos 35 km.

En una clasificacin por el estado fsico, a la capa slidase le denomina litosfera, la que consiste en la corteza y enla parte ms superficial del manto superior. Su espesor esdel orden de los 100 km. Debajo de ella se halla laastenosfera (esfera de debilidad), en la cual tienen lugarflujos plsticos que permiten los ajustes isostticos y en laque pueden generarse los magmas; su cima se puede ubicarpor una notable atenuacin en la velocidad de las ondasssmicas. Al empezar a formarse, la litosfera fuecontinuamente reciclada. Al tiempo tomado entre el iniciode la formacin del sistema solar (4.6 Ga) y la primeracorteza permanente (~4 Ga), se le conoce como Hadeano oPriscoano.

La edad de formacin de la Tierra no puede conocersecon exactitud debido a los repetidos eventos de fusin questa ha experimentado, pero puede considerarse como lmitesuperior la edad de los meteoritos ms antiguos (Taylor,1992), como el Allende, que es de 4.56 Ga, como ya semencion. La Tierra es considerada para esta edad comouna esfera de metal y roca fundidos. La roca ms antiguaconocida es el Gneis Acasta, en la provincia canadiense deNorthwestern Territories, con 4,030 Ma (mega-aos; 1 Ma= 1x106 aos) (Bowring y Williams, 1999). No obstante,los zircones son minerales muy resistentes a las altaspresiones y temperaturas, as como a la erosin, por lo quehan sobrevivido incluso al bombardeo meteortico intenso

Figura 3. Imagen de catodoluminiscencia del cristal de zircn cuya edadde 4.4 Ga lo hace el material ms antiguo actualmente conocido de origenterrestre. Proviene del metaconglomerado Jack Hills, de Australiaoccidental. Se observan las zonas concntricas de crecimiento magmticoalrededor del ncleo del cristal. La edad de 4.4 Ga fue obtenida, mediantemicrosonda inica, en el rea encerrada en el crculo. Qt es una inclusinde cuarzo (Fuente: University of WisconsinMadison; http://www.news.wisc.edu/newsphotos/zircon.html). Crdito: John W. Valley.


de la isla de Akilia (Figura 6). La apatita sedimentaria seconsidera en esta rea como biomarcador, porque sepresenta asociada al grafito rico en 12C; esto ha llevado aconsiderar que los organismos hace 3.85 Ga ya erancomplejos porque podan utilizar los fosfatos y eran capacesde efectuar tanto la fotosntesis como la quimiosntesis(Mojzsis y Arrhenius, 1998). La evidencia isotpica es lanica herramienta que permite probar la presencia de vida,pues el metamorfismo que afecta la secuencia destruy todaevidencia fosilfera y pudo haber formado apatita y grafitoepigenticos por la descomposicin trmica de siderita. Parainvestigar el efecto del metamorfismo sobre los resultadosisotpicos que haban sido obtenidos originalmente porSchidlowski et al. (1979), que parecan invlidos debido almetamorfismo, Mojzsis et al. (1996) obtuvieron, con lanueva microsonda inica de alta resolucin de la UCLA,valores isotpicos que confirmaron el enriquecimiento en12C y, adems, analizaron la materia orgnica contenida enapatita, tambin en depsitos de tipo BIF, en una secuenciasimilar, pero de 3,250 Ma, en el cratn de Pilbara, en eloccidente de Australia, obteniendo valores que cayerondentro del rango de carbn de origen orgnico. Lamencionada faja de roca verde Isua consiste en un arco deslo 35 km de largo, pero el descubrimiento de rocassimilares en edad y composicin, en la localidad de PorpoiseCove, en Quebec septentrional (Figura 7), ha extendidosignificativamente el rea de las primeras rocas volcnicosedimentarias permanentes de la Tierra. Aqu, el basaltoresult con una edad de 3,82516 Ma, mientras que en Isuala edad es de 3.7 Ga, por lo que Porpoise Cove es unalocalidad correlativa con ella y con la de la isla de Akilia.Se piensa que en la secuencia canadiense tambin haycarbn de origen orgnico, al igual que se estim en Isua yen la isla de Akilia, lo cual implica que cuando se formaronlas primeras rocas sedimentarias que se han preservado, yaexista vida en la Tierra.

La naturaleza de los supuestos depsitos de tipo BIF dela isla de Akilia ha sido cuestionada por Fedo y Whitehouse(2002a, 2002b), quienes los interpretan como esquistosbandeados cuyo protolito fueron rocas ultramficas,alterados por un intenso metasomatismo; no obstante, talesautores validan los depsitos de tipo BIF en la faja de rocaverde de Isua. Por su parte, Frei et al. (2002) verificaronesa faja concluyendo que la intrusin de las tonalitas tuvolugar entre 3.81 y 3.74 Ga, siendo seguida por una copiosaemanacin de fluidos de naturaleza alcalina que produjeronel metasomatismo intenso. Segn lo anterior, podrapensarse que la secuencia de la isla de Akilia es diferentede la de Isua, pero el ambiente geolgico de ambas es elmismo: el de un arco volcnico, como lo indica la presenciade tonalitas, que representan las races del mismo, las cualesprodujeron un hidrotermalismo intenso. Dicho arcovolcnico debi estar asociado a derrames de lava y adepsitos de origen qumico, como los BIFs. En estecontexto, es posible que la secuencia de Akilia represente,debido a la erosin, un nivel ms profundo que el de la

de enclaves de segmentos de corteza ocenica constituidopor anfibolita en la base, cubierta sucesivamente por basaltoalmohadillado, grauvaca, pizarra, pedernal y la formacinde hierro bandeado (Figura 5), conocida como BIF, por lassiglas de banded iron formation (Nutman et al., 1996), enel suroeste de Groenlandia. Se piensa que este complejoencierra evidencias geoqumicas de vida (Schidlowski,1988; Mojzsis et al., 1996), y que sta haya surgido tanpronto como estuvieron disponibles agua lquida, fuentesde energa y los ladrillos representados por molculasorgnicas (Mojzsis y Harrison, 2000).

Se cree que hubo un perodo intenso de bombardeometeortico sobre la Tierra, el cual ocurri entre 4.1 y 3.8Ga (Ryder, 1992). Para algunos investigadores, el desarrollode la vida pudo haber sido frustrado por los impactos degrandes meteoritos durante el evento llamado bombardeointenso tardo, registrado en la Luna con 3.93.8 Ga deantigedad, los cuales alteraron y, en parte, destruyeron estehbitat primitivo. No obstante, en las primeras rocassedimentarias conocidas hasta ahora, en la localidad de laisla Akilia, con una antigedad de 3.85 Ga (Nutman et al.,1997), correlativas con la faja de roca verde Isua, no sedescubri anomala de iridio alguna que probara el supuestobombardeo meteortico. Por el contrario, los depsitos dehierro bandeados contenidos en esas rocas mostraron unarelacin istopica de carbono enriquecida en 12C, que es elistopo preferido selectivamente sobre el 13C por losmicroorganismos, tanto en la localidad de Isua como en la

Figura 4. Mapa geolgico simplificado del Complejo Gnisico Itsaq y delas rocas correlativas de la isla de Akilia, del Arqueano Temprano (3,7703,900 Ma) en el suroeste de Groenlandia. Las rocas sedimentarias msantiguas conocidas y los gneises asociados a ellas se hallan a lo largo dela costa. Este conjunto de rocas sufri la intrusin durante el Proterozoicodel Granito Qorqut (Modificado de Nutman et al., 1996).


posible forma de respiracin, como fue descubiertorecientemente (Kashefi y Lovley, 2003), por lo que en eseambiente podran haberse originado los primerosorganismos o, bien, haber proliferado. Estos organismos,seran capaces de efectuar la quimiosntesis a partir del CO2liberando oxgeno, el que precipitara el hierro en forma demagnetita para producir la primera banda rica en hierro delos BIFs. Al agotarse el Fe2+, aumentara la cantidad de O2,factores, ambos, que tenderan a hacer que los organismosdesapareciesen en su mayora. Como resultado, seprecipitara una banda de pedernal o de jaspe. Al cesar laproduccin de oxgeno, la concentracin de CO2 empezaraa aumentar, dando lugar al inicio de un nuevo ciclo, quedara origen a nuevas bandas en el BIF. Inclusive, estosciclos de incremento y disminucin en la cantidad deoxgeno podran ser el mecanismo de evolucin darwinianaque seleccionara paulatinamente organismos anaerbicoscada vez ms adaptados al oxgeno, hasta culminar con losorganismos aerbicos.

En contra del modelo abitico tradicional para lasprimeras etapas de la Tierra, Ohmoto et al. (2001) proponenun nuevo modelo en el que habra oxgeno en los ocanosdesde antes de 3.5 Ga. Esos autores se basan en el estudiode ms de 300 muestras de lutita con materia orgnica cuyaedad vara entre 3.5 y 1.9 Ga. En esas muestras determinaronlas relaciones isotpicas 13C y 34S; adems, analizaron elcontenido medio y los rangos de concentracin de S, C, N,P, Mo, U, V y REE, as como la relacin Fe3+/Fe2+. Conbase en esos datos, concluyen que la vida emergi antes de3.5 Ga, con la presencia de bacterias reductoras de sulfatos,cianobacterias y bacterias metanognicas.

Es digno de mencionar que, respecto a cundo se formla corteza, existen dos corrientes de opinin: la tradicional,que considera que la corteza se form de manera paulatina,hace unos 3 Ga, y la que considera que la corteza se formrpidamente, poco despus de la formacin del planeta. Estaltima fue iniciada por Richard Armstrong al final de ladcada de 1960, quien la defendi hasta su muerte, en 1991,de los apasionados ataques de los tradicionalistas. Se diceque por ello muri amargado, pero los datos mencionadosanteriormente parecen conferirle la razn.

4.2. Atmsfera

Se considera que al formarse la Tierra a partir de uno delos anillos de la nebulosa de gas y polvo, hace 4.56 Ga,exista una primera atmsfera de los llamados gasescsmicos: H, He, NH3, CH4 y CO2, principalmente. Sinembargo, estos gases fueron difundidos en el espacio debidoa la alta temperatura de la Tierra o, bien, fueron barridospor el viento solar (partculas cargadas elctricamente).

En ese entonces, el panorama era el de un planeta rocoso,estril y sin atmsfera; sin embargo, el enfriamiento en lasuperficie debi causar corrientes de conveccinconsiderables en el magma del interior que, junto con los

secuencia de Isua. No obstante, el artculo de Fedo yWhitehouse fue subsecuentemente cuestionado: Mojzsis yHarrison (2002) estimaron que los datos de Fedo yWhitehouse corresponden a vetas de piroxenita secundaria,que cortan a la secuencia; Friend et al. (2002) opinaronque las rocas de Akilia son derrames de lava mficos(basalto) y ultramficos (komatiita) alterados, con unaunidad interestratificada de rocas sedimentarias; y Palin(2002) afirm que la distribucin de los elementos traza delas bandas estudiadas, excepto una, coincide con los BIFsde Isua y no con rocas ultramficas.

En cuanto a la composicin isotpica ligera del carbono,indicativa de un origen orgnico, van Zuilen et al. (2002)han hecho notar que el grafito se presenta en formaabundante en vetas de carbonatos cuyo origen atribuyen ametasomatismo. El grafito se formara por descomposicina alta temperatura de los carbonatos. En vez de los valoresisotpicos ligeros, esos autores obtuvieron valores bastantemenos ligeros y algunos valores ligeros, los que atribuyerona contaminacin con carbono ms reciente, por lo queconcluyen que el origen del grafito es abitico. No obstante,se requiere de ms estudios que confirmen esasconclusiones.

Si bien las opiniones antagnicas al origen bitico delgrafito de Isua son muy dignas de tomarse en cuenta, noconsideran que el ambiente de los BIFs es favorable para elorigen y evolucin de la vida. Existen varias hiptesis sobrela formacin de los BIFs, enumeradas por Guilbert y Park(1986), pero, segn estos autores, los BIFs del Arqueanoson esencialmente de origen hidrotermal. De acuerdo contal hiptesis, el hierro sera emitido a travs de ventilashidrotermales en el fondo marino y se precipitara en tresfacies diferentes: de sulfuros, de carbonatos y de xidos(James, 1954). La oxidacin de Fe2+ a Fe3+ representa una

Figura 5. Fotografa que muestra unos bloques de las primeras rocassedimentarias conocidas, de 3.85 Ga, en la isla de Akilia, las quesupuestamente contienen BIFs y evidencias geoqumicas de carbonoproducido por organismos (Fuente: Frontiers Newsletter, http://www.nsf.gov/od/lpa/news/publicat/frontier/3-97/3rocks.htm, Marzo de1997; crdito: Allen Nutman).


frecuentes impactos de meteoritos, debieron fracturar ladelgada litosfera inicial, lo que favoreci el vulcanismo yla emisin asociada de gases con una composicin que seestima similar a la que tienen ahora: 70% de vapor de agua,15% CO2, 5% N2 y 5% de H2S, adems de CO, CH4, NH3,H y otros gases, con la ausencia de O2, lo que daba uncarcter reductor a la atmsfera en esa poca (Holland,1984). Estos gases formaron la etapa inicial de la segundaatmsfera de la Tierra. Uno de los compuestos consideradosnecesarios para la aparicin de molculas orgnicascomplejas, como los aminocidos, es el HCN, cuyaformacin es factible en una atmsfera que contiene CO2,H2O y N2.

Por lo que toca al oxgeno, dado su alto grado denocividad para la materia viva, su presencia ha sido muydebatida. Debido a que no exista la capa protectora deozono, al incidir la radiacin solar, principalmente laultravioleta, sobre las molculas del vapor de agua en laparte superior de la atmsfera, las disociaban en tomos dehidrgeno y de oxgeno; este fenmeno es conocido comofotlisis. El hidrgeno, por ser un gas muy ligero, se escapahacia el espacio, pero el oxgeno permanece y sus tomosse unen en molculas de O2, que tienden a descender haciala superficie. Aunque el oxgeno producido por fotlisis esescaso, existe una corriente de opinin que considera quesu presencia disminuy el carcter reductor de la atmsferalo suficiente para que sta no fuera favorable para laformacin de la vida. En contra de lo anterior, Harold C.Urey, quien propuso ese fenmeno desde 1952, consignque, como resultado del mismo, se generara una capa deozono que servira de escudo contra la radiacin ultravioleta(Antonio Lazcano, comunicacin escrita, 4 de octubre de2003), lo que reducira la subsiguiente formacin de oxgenoy protegera a los compuestos orgnicos. En favor de un

ambiente reductor est la llamada paradoja del sol joven.Para resolver esta ltima, se requiere de la presencia degases de invernadero, que son estables en un ambientereductor. Como el CO2 reacciona para formar carbonatos,se ha considerado que debi haber habido CH4 y NH3, queson inestables en ambiente oxidante. No obstante, laexistencia de un sol menos brillante, postulado por laparadoja mencionada, ha sido objetada por GntherWuchterl y Ralf S. Klesser, quienes, mediante simulacinen computadora del proceso de acrecin del protosol,concluyeron que ste, an antes del inicio de las reaccionesde fusin nuclear, era dos veces ms brillante que el solactual debido a la energa liberada por la acrecin de laspartculas que lo formaron (Schilling, 2001).

Respecto al nitrgeno, la idea tradicional es que supresencia en la atmsfera se deba al proceso dedesgasificacin del manto. No obstante, se ha mostradomediante estudios de istopos de nitrgeno que en elArqueano el nitrgeno era rico en 15N, mientras que elnitrgeno del manto est empobrecido en dicho istopo.Por esto, se ha propuesto que el nitrgeno de la atmsferahaya sido suministrado por meteoritos carbonosos (Jia yKerrich, 2002).

4.3. Ocanos

Al empezar a enfriarse la corteza, el vapor de agua de laatmsfera se condens en la parte superior de la atmsferapara originar las primeras nubes y, despus, una lluvia quedur miles de aos. Al principio, debido a las altastemperaturas, las gotas de agua no alcanzaban a tocar lasuperficie, sino que se evaporaban antes, tal como aconteceen algunos desiertos actualmente. La evaporacincontribuy a acelerar el enfriamiento hasta alcanzar el puntoen que se formaron los primeros torrentes y, finalmente,los ocanos. Las lluvias arrastraron a las aguas ocenicasuna parte de los voltiles que se hallaban en la atmsfera,principalmente CO2, que les dio un carcter cido, y unaparte del exiguo O2. La lixiviacin en los primeroscontinentes y el aporte hidrotermal submarino produjeronuna alta concentracin en Fe2+ (Holland, 1984).

Un grupo de investigadores del Carnegie Institution ofWashington, mediante experimentos a temperaturas de 300800C y presiones de 0.10.4 GPa, representativas de lossistemas hidrotermales submarinos, mostr que el N2procedente de la atmsfera pudo haber sufrido unareduccin a NH3 dentro de estos sistemas por efecto de laaccin cataltica de los minerales hidrotermales (Brandeset al., 1998). Por otra parte, ha sido considerado que,mediante este mecanismo de intercambio con la atmsfera,el amonaco hidrotermal, adems de su rol esencial en lasntesis orgnica, podra haberse sumado al amonacoatmosfrico para resolver la llamada paradoja del soljoven, como fue propuesto por Sagan y Chyba (1997).Segn estos autores, el amonaco de la atmsfera (originado

Figura 6. Fotografa area de las rocas de la supuesta formacin de hierrobandeado (BIF) del Arqueano Temprano en la isla de Akilia. Las rocasmetasedimentarias estn rodeadas por anfibolitas. Estas rocas sufrieronla intrusin de rocas gneas, ahora transformadas en gneises, hasta de3,850 Ma. Se distingue en color claro el intrusivo grantico delProterozoico. Viendo hacia el este (Modificado de Mojzsis y Harrison,2000).


por fotlisis del metano), protegido, debido a que esinestable, de la radiacin ultravioleta por un escudo departculas orgnicas slidas a gran altitud, habracontrarrestado, por el efecto invernadero, la deficienciaen calor del sol primitivo, que habra tenido slo un 70%de su brillo actual, lo cual habra conducido a uncongelamiento de la mayor parte de la Tierra, irreversibleporque el hielo habra reflejado una parte sustancial de laradiacin solar.

5. Lneas de pensamiento sobre el origen de la vida

Las diversas hiptesis acerca del origen de la vida hansido objeto de reseas muy completas. Entre ellas, sedestacan las de Farley (1977), Fry (2000), Strick (2000) yKeller (2002). La Enciclopedia Britnica las agrupa encuatro lneas principales de pensamiento, aunque algunas

de las hiptesis involucran conceptos que comprenden dosde ellas:

1. Creacin sobrenatural: Ms all de la explicacincientfica. Los primeros registros de las ms antiguasculturas que hacen referencia al origen de la vida son detipo religioso, como las tablillas de arcilla babilnicas; losjeroglficos en los templos del antiguo Egipto; el Zend-Avesta persa; el Gnesis judo; el Popol-Vuh y el ChilamBalam mayas; o el cdice Vaticano, en el que se registra lacosmogona azteca.

2. Generacin espontnea: La materia viva se forma apartir de materia no viviente, tanto en el pasado como en elpresente. Estas ideas tienen su primer registro en la antiguaGrecia y predominaron durante ms de dos mil aos.

3. Eternidad de la vida: La vida es una cualidad inherentede la materia y ambas han existido siempre. En esta categoraentra la hiptesis de la panspermia as como las ideascreacionistas de algunas religiones.

Figura 7. Mapa geogrfico en el que se muestra la localidad de Porpoise Cove, Canad, donde fueron descubiertas rocas del Arqueano Tempranocorrelativas con las de Isua, Groenlandia, localidad tambin sealada.


4. Generacin espontnea en la Tierra primitiva: Divergede la generacin espontnea al considerar que la vida segener gracias a las condiciones particulares imperantessolamente en la primera etapa de la Tierra.

6. Lnea 1: Creacin sobrenatural

Las hiptesis de la creacin de la vida de ndole teolgicaconsisten, en general, en la existencia eterna de la materiaen un estado elemental y en reposo, la que es activada porel espritu divino a travs de una segunda persona, creadapor su amor. As, en la mitologa egipcia de la creacin serelata que en el principio de los tiempos existan Ptah, elDios Eterno, y Nun, las Aguas Primordiales, estticas y entinieblas. Ptah concibi en su corazn a Atum y lo cre alpronunciar su nombre. A su vez, Atum cre la tierra, la luzy la vida. Este hecho es representado por un jeroglfico enel que el ave Fnix, que representa a Atum, emerge de lasaguas primordiales posada sobre un montculo, lo quesimboliza la formacin de la materia densa. El mito de queel ave Fnix renace peridicamente de sus cenizas pudierasignificar el carcter cclico y eterno de la creacin.

El Gnesis (1:12) dice: En el principio cuando Diosempez a crear los cielos y la tierra, la tierra no tena forma,las tinieblas se extendan sobre el abismo y el espritu deDios se mova sobre las aguas. En el Nuevo Testamento, lacreacin est a cargo de la Segunda Persona: En el principioera el Verbo, y el Verbo era con Dios, y el Verbo era Dios.Este era en el principio con Dios. Todas las cosas por lfueron hechas, y sin l nada de lo que ha sido hecho fuerahecho (San Juan 1:13).

En el hinduismo se consigna: Entrando en la naturalezamaterial, la cual es Mi energa, una y otra vez Yo creo elorden csmico entero, junto con todas las especies de vida(Bhagavad-Gita, 9:8). Segn la cita anterior, en estafilosofa, la materia y la vida son creadas simultneamente,en ciclos que se repiten por toda la eternidad. Al final decada ciclo, la materia se diluye y la vida es aniquilada.Adems, en el momento de la creacin de cada ciclo, lasdiferentes especies que aparecern estn yapredeterminadas. La materia, que existe en un estadoelemental antes del acto de creacin, recibe el nombre deMaya. El Dios nico tiene una personalidad que crea eluniverso, llamada Vishn. En el momento de la creacin, lamateria queda imbuida de una energa (kal), identificadacon el tiempo, que gua la evolucin del universo: El factorTiempo es la Suprema Personalidad de Dios, que da lugara la creacin mediante la agitacin de la neutral einmanifestada naturaleza (Srimad Bhagavatam 3:26:17).

En la antigua Grecia, en la Argonutica de Apolonio deRodas, se consigna que Orfeo cantaba que en el principiode las cosas estaba el Amor (Eros) en el seno del Caos, porlo que era el ms antiguo de los dioses y perfecto en smismo. Caos significaba materia informe (tal palabra fueconvertida en la moderna palabra gas, por van Helmont,

por transliteracin fontica al flamenco, hacia el ao 1630,segn el diccionario etimolgico Corominas). Hesodo, ensu Teogona, difiere un tanto de la tradicin rfica, y hacesurgir del Caos a la Tierra (Gea) y al Amor. Por su parte, enel Fedro, Platn tambin dice que el Amor es el ms antiguode los dioses y que no debe confundirse con el otro Eros, elhijo de Afrodita, el Cupido romano. Un concepto similar,pero desligado de la mitologa, es el del nous de Anaxgoras,la mente universal que impregnaba toda la materia deluniverso.

El Popol Vuh dice: Esta es la relacin de cmo todoestaba en suspenso, todo en calma, en silencio; todo inmvil,callado, vaca la extensin del cielo Lleg aqu, entonces,la Palabra; vinieron juntos Tepeu y Gucumatz en laoscuridad, en la noche.

En el Chilam Balam se consigna: Todo fue creado pornuestro Padre Dios y por su Palabra; all donde no haba nicielo ni tierra estaba su Divinidad, que se hizo una nubesola por s misma, y cre el universo.

En la cosmogona azteca, el dios creador es Ometecuhtli.El significado etimolgico de este nombre es SeorSegundo, despus del dios eterno, Ayamictlan. Ometecuhtlitambin es identificado como Tonacatecuhtli (el seor dela abundancia) y su esposa, Tonacachuatl, lo que recuerdaa la teogona griega. La introduccin al culto de esta parejase atribuye a Quetzalcatl, como rey. Ambas deidades sonunificadas bajo el nombre de Ometotl, dualidadgeneradora y sostn del universo segn Miguel LenPortilla.

En la poca moderna predarwinista, el Creacionismotuvo como destacados exponentes a John Ray (16281705),considerado como el Padre de la historia natural en laGran Bretaa, y a William Paley (17431805), quien fueramaestro de Darwin. Paley expuso, en 1802, sus ideas acercadel origen de la vida mediante la llamada metfora delrelojero: Los organismos vivientes son ms complejos querelojes, en un grado que excede todo clculo. Slo unDiseador Inteligente pudo haberlos creado, tal y como unrelojero inteligente puede hacer un reloj.

7. Lnea 2: Generacin espontnea

Aristteles sostena la hiptesis de la generacinespontnea o abiognesis, segn la cual ciertos animales yplantas se originaban a partir de materia sin vida, tanto enel pasado como en el presente. Esta idea tuvo vigencia hastaque el qumico francs Louis Pasteur, en 1864, demostrque era errnea debido a una controversia con elbacterilogo F. A. Pouchet, quien defenda la generacinespontnea. Sin embargo, con anterioridad a l, el bilogoitaliano Francesco Redi, en el siglo XVII, ya habadescubierto que las larvas en la carne provenan dehuevecillos de mosca, y el sacerdote italiano LazzaroSpallanzani, en el siglo XVIII, ya haba demostrado que enfrascos hermticamente cerrados que contenan caldo de


carne no aparecan microorganismos, mientras que enfrascos que no estaban bien cerrados s lo hacan. Losltimos vestigios de la generacin espontnea fueronerradicados definitivamente por el fsico irlands JohnTyndall, en 1876, quien seal que los microbios observadosen algunas infusiones, despus de hervirlas, se deban a lapresencia de esporas, que pueden resistir temperaturaselevadas durante perodos prolongados. No obstante, lahiptesis sobre el origen qumico de la vida, vigente en laactualidad, y que fuera defendida por el mismo Tyndall, noes otra cosa que la generacin espontnea retrocedida en eltiempo (Farley, 1977).

8. Lnea 3: Eternidad de la vida

8.1. Hiptesis de la ascendencia csmica

8.1.1. Anaxgoras de Clazmenes (570500 a.C.)Discpulo de Anaximandro y originario del norte de la

Jonia, la rama del conocimiento que atraa a Anaxgorasera la astronoma. En consecuencia, situ el origen de lavida en la esfera celeste, por lo que se le puede considerarcomo el precursor de la hiptesis extraterrestre. En su poca,cay un meteorito del tamao de un vagn de ferrocarril, alque calific como proveniente del sol, conceptorevolucionario en ese entonces ya que las zonas celestes secrean incorruptibles. Debido a estas ideas, aunadas a suconcepto del Nous como divinidad nica que se encontrabaen todas las cosas y que se opona al politesmo oficial, fueperseguido y condenado a muerte, de la que lo salv suinfluyente discpulo Pericles.

8.1.2. Friedrich Whler (18001882)La identificacin en meteoritos condrticos carbonosos

de hidrocarburos, cidos grasos, aminocidos y cidosnucleicos, entre otros componentes orgnicos, reforz laposibilidad de que la vida haya llegado a la Tierra enmeteoritos. La primera identificacin de materia orgnicase atribuye a Berzelius, el ms connotado qumico de supoca, en 1834, en el meteorito Alais, quien atribuycorrectamente el origen de tal materia orgnica a procesosinorgnicos; no obstante, su discpulo Whler, quientambin identificara materia orgnica en meteoritos en 1858,adscribi su origen a vida extraterrestre, lo que pareci serreforzado por el analista francs S. Cloz, quien identificsustancias parecidas al lignito.

El meteorito Orgueil, cado en forma de variosfragmentos en la localidad francesa del mismo nombre el14 de mayo de 1864, ha suscitado renovadas polmicas.Casi inmediatamente despus de cado fue analizado porCloz, quien identific materia orgnica de la que comentque parecera indicar la existencia de sustanciasorganizadas en cuerpos celestiales. Ms tarde,renombrados qumicos, entre ellos Berzelius de nuevacuenta, quien era partidario de la sntesis qumica estelar,

confirmaron la presencia de materia orgnica. En esa poca,Pasteur, que acababa de demostrar la falsedad de la hiptesisde la generacin espontnea, sac una muestra del interiordel meteorito en un ambiente esterilizado, a la que inoculun fluido con sustancias orgnicas para observar si semanifestaba la presencia de microbios nativos en la muestra,obteniendo resultados negativos. En 1961, Nagy, Hennessyy Meinschein determinaron la presencia de hidrocarburosparafnicos, similares a los de origen animal, como los dela mantequilla; concluyeron que procesos biognicostienen lugar en regiones del universo ms all de la Tierra.Un nuevo anlisis del meteorito Orgueil, hecho con equipomoderno, mostr que la materia orgnica consistaprincipalmente slo en los sencillos aminocidos glicina ybeta-alanina; la relacin isotpica de carbono mostr quedicha materia no proviene de contaminacin terrestre, sinoque sta debi formarse en el espacio por sntesis qumica(Ehrenfreund et al., 2001). En el mismo estudio fueanalizado, con resultados similares, el meteorito Ivuna, quecay en Tanzania en 1938. Se concluy que estosaminocidos probablemente se formaron a partir de HCN,el que ha sido identificado en los cometas, como el Hale-Bopp, por lo que se concluy que este tipo de meteoritoscorresponde a cometas. Por otra parte, se hizo el anlisis delos meteoritos Murchison (cado el 28 de septiembre de1969 en Australia) y Murray, habindose identificado msde 70 aminocidos. Estos ltimos meteoritos se hanasignado a un segundo grupo que se ha supuesto provenientedel cinturn de asteroides (Encyclopedia of Astrobiology,Astronomy, and Spaceflight). Cooper et al. (2001)identificaron en el meteorito Murchison polioles, productode la degradacin de azcares, relacionados con la ribosa ydesoxirribosa, lo que ha puesto de manifiesto la existenciade la sntesis de azcares en ambientes prebiticos, paso desuma importancia en el problema del origen de la vida(Antonio Lazcano, comunicacin escrita, 4 de octubre de2003).

8.2. Panspermia

La panspermia consiste en el proceso mediante el cualla vida es llevada al azar de sistema solar a sistema solar yde planeta a planeta. Aunque la hiptesis fue enunciadacon tal nombre por Arrhenius, se debe reiterar que la ideaoriginal es de Anaxgoras. El inters en la panspermia fuerenovado por la identificacin de hidrocarburos policclicosaromticos (PAHs) en el meteorito Allende, cado en elpoblado de este nombre en el estado de Chihuahua, el 8 defebrero de 1969, que consiste principalmente en cndrulosde olivino.

8.2.1. Svante August Arrhenius (18591927)El qumico sueco Arrhenius propuso, en 1903, la teora

de la panspermia (semillas en todas partes), segn la cualla vida no se origin en la Tierra sino que provino del espacio


hipotticas bacterias fsiles, ms pequeas que las terrestres,en el meteorito Allan Hills (ALH84001), cado hace unos13,000 aos en la Tierra Victoria, en la Antrtida (Figura8). Este grupo de investigadores basa su aseveracin en laconjuncin de cuatro evidencias:

1. Compuestos orgnicos: Fue reconocida la presenciade sustancias orgnicas complejas, de las conocidas comoPAHs, de las que existe un gran nmero tanto en granos depolvo csmico como en meteoritos, donde su gnesis sepresume abitica, as como en la Tierra, de origen bitico,pero en una asociacin que corresponde a la descomposicinde microorganismos. Las opiniones adversas sostienen queesto se debe a contaminacin, aunque se les ha respondidoque la asociacin es diferente a las de origen terrestre.

2. Una asociacin mineral en desequilibrio: A los ladosde la materia orgnica se hallan glbulos de carbonatos deunos 50 m de dimetro, que pudieran ser microfsiles debacterias primitivas, en cuyos ncleos predomina el Mn,mientras que en los anillos que los rodean predomina el Fe.Los glbulos estn circundados por lneas oscuras desulfuros de hierro, magnetita y pirrotita (Figura 9). A favor,se aduce que esta asociacin es similar a la producida en laTierra por bacterias primitivas, y que tal diversidadmineralgica en espacio tan reducido es improbable en unambiente abitico.

3. Nanofase de cristales de magnetita (tamaos del ordende 10-9 m), semejante a las producidas por bacteriasterrestres.

4. Presencia de estructuras con forma de bacteria: Entrestas se halla la famosa fotomicrografa del gusanomarciano (Figura 10).

El hecho de que de un grupo de 12 meteoritos que se

exterior en forma de esporas que viajan por todo el espacioimpulsadas por la presin ejercida por la radiacinproveniente de las estrellas.

Cabe mencionar que Arrhenius fue el autor de la teorade la disociacin inica, segn la cual un compuesto (soluto)al entrar en solucin en un solvente se separa en tomoscargados positiva o negativamente, la que propuso en sutesis doctoral, en 1884. Este concepto, hoy completamenteaceptado, en su poca fue criticado severamente, estandosu tesis a punto de ser rechazada, ya que an no se habahecho el descubrimiento del electrn, como tampoco el delprotn. En 1903, recibi el premio Nobel de Qumica y en1905 fue nombrado director del Instituto Nobel deFisicoqumica. En la actualidad se le considera el fundadorde esta ltima disciplina.

8.2.2. J. D. Bernal (19011971)El fsico irlands J. D. Bernal, en su conferencia Las

bases fsicas de la vida, dictada en 1947, misma en la quecontemplaba la funcin de las arcillas en el origen de lavida, dejaba abierta la posibilidad de que, dada la limitacinde las condiciones terrestres, la vida hubiera llegado desdeel espacio, aunque por ese entonces consideraba estacuestin como meramente terica. Sin embargo, msadelante, en 1952, en una conferencia en la SociedadInterplanetaria Britnica, consideraba que: La biologa delfuturo no estara confinada a nuestro planeta, sino quetomara el carcter de cosmobiologa. Ms tarde, alreconocerse la presencia de materia orgnica en el meteoritoOrgueil, afirm que para explicar tal hecho existan trescausas posibles: (1) contaminacin terrestre; (2) origeninorgnico en el sistema solar primitivo, lo que hara posibleque las sustancias orgnicas utilizadas para la sntesis delprimer organismo tuvieran como fuente los meteoritos; o(3) presencia de vida en el cuerpo del cual se deriv elmeteorito (Bernal, 1961).

8.2.3. Fred Hoyle (19152001)En los tiempos actuales, uno de los ms destacados

adeptos de la panspermia ha sido el astrofsico ingls, SirFrederick Hoyle, quien acuara, no sin cierta irona, elnombre de teora del big bang, en vez de la cual propuso,junto con Thomas Gold y Hermann Bondi, que el universono tena principio ni tendra fin (steady-state theory).Consider que la materia orgnica compleja detectada enforma de nubes en el espacio interestelar (Hoyle yWickramsinghe, 1977) pudo haber jugado un papelimportante en el origen y desarrollo de la vida no slo en laTierra, sino en cualquier parte de la galaxia. Tambin, supusoque en tales nubes pudiera haberse desarrollado la vida,llegando a plantear que algunos tipos de virus se hayanoriginado de esta manera.

8.2.4. La controversia actual sobre la vida en MarteRecientemente se ha desatado una gran controversia a

raz del hallazgo realizado por McKay et al. (1996) de

Figura 8. Fotografa del famoso meteorito ALH84001, que se consideraprocedente de Marte, cado en la regin de Allan Hills, de la Tierra Victoria,Antrtida. Se muestran las superficies de corte; las estras son debidas africcin ejercida por la cortadora (http://www-curator.jsc.nasa.gov/curator/antmet/marsmets/alh84001/alh84001,0-saw.htm).


presume sean marcianos por sus relaciones isotpicas, elALH84001 sea el nico cuya edad se remonta a 4.5 Ga,mientras que el resto tiene una edad de menos de 1.3 Ga, haconducido a que se le considere como condrito carbonoso(con materia orgnica abitica) formado en el cinturn deasteroides, que haya cado en Marte, de donde habra sidoeyectado por el fuerte impacto de un meteorito grande. Elhecho de que la materia orgnica se encuentre en fracturasmineralizadas sugiere que se haya formado en un ambientehidrotermal, que tambin es propio de los asteroides.

9. Lnea 4: Generacin espontnea en la Tierraprimitiva

Las hiptesis cientficas sobre el origen de la vida seiniciaron en la antigua Grecia. Infortunadamente, gran partede las obras pertenecientes a la poca ms antigua se perdiy slo se tienen fragmentos de ellas o el testimonio dadopor otros pensadores o historiadores. El genio griego tuvosu desarrollo en varias etapas (Vega, 1970):

En la primera de ellas, surgida en la Jonia durante lossiglos VI y V a.C., las antiqusimas tradiciones mitolgicasfueron racionalizadas por Tales, por su discpulo, el egregioAnaximandro, y por Anaxmenes, en Mileto, que seconvirti as en el primer centro intelectual moderno, y porHerclito y Anaxgoras, en feso.

La segunda etapa tuvo lugar en la Magna Grecia (Siciliay el sur de Italia), al ser conquistada Mileto por los persasen 494 a.C., donde enseaba Pitgoras, reputado como unode las mayores genios de la antigedad, pero quien tenacomo norma el no escribir. Sin embargo, este lugar resultno ser un lugar propicio para el desarrollo de la filosofa yPitgoras muri quemado, junto con sus discpulos, dentrode su escuela en un levantamiento popular contra ellos.Derivada del pitagorismo surgi la escuela atomista, cuyos

principios fueron aplicados al origen de la vida porDemcrito.

La tercera etapa corresponde a la de los sofistas, queaglutinaron las teoras anteriores en un modo depensamiento eclctico. Con ellos dio inicio la divulgacinde los conocimientos cientficos.

La cuarta etapa es la de la escuela ateniense, en la quedestacan Platn y Aristteles. Las ideas de este ltimo, porsu rigor cientfico y por el prestigio personal del mismotuvieron, hasta hace relativamente poco tiempo, una graninfluencia en el desarrollo de la ciencia.

9.1. La escuela jnica

Bien puede decirse que la ciencia, en su sentidomoderno, tuvo sus inicios en Mileto, ciudad de la Joniaantigua, situada en la costa mediterrnea de la actualTurqua. Esto se atribuye a su posicin geogrfica, comouno de los centros de comercio del mundo de esa poca.Los filsofos milesios se catalogan aqu dentro de esta lneadebido a que consideran el origen de la vida a partir de lassustancias consideradas como ms simples en su tiempo.

9.1.1. Tales (624?546 a.C.)Aunque no sobrevivieron sus escritos, Tales de Mileto

fue reconocido por Aristteles como el primero enconsiderar un universo creado por causas naturales en vezde por actos divinos y en atribuir el origen de la vida apartir de lo inanimado (Enciclopedia Britnica). A partir dela leyenda, segn la cual la creacin se atribuye a los titanesde la mitologa griega Ocano y Tethys, antes de la aparicinde los dioses del Olimpo, Tales postul que la vida, as comoel universo entero, se haba formado a partir del agua. Noobstante el cariz cientfico de sus ideas, Tales an erapartcipe de la filosofa y por ello consideraba al agua comoimbuida de un principio activo que permita sutransformacin en otras sustancias, as como la creacin devida.

9.1.2. Anaximandro (610543 a.C.)Aunque discpulo de Tales, en Anaximandro la

mentalidad cientfica ya es completa. A l se le reconocecomo el primero en dibujar un mapa de la Tierra. Comomateria primordial, l postul una sustancia difusa eindeterminada, diferente de los elementos conocidos, a laque atribuy, por primera vez, la cualidad de ser infinita;por toda la eternidad, de ella se separaban fuego y aire delos cuales se generaban, subsecuentemente, tierra y agua,con lo que los mundos nacan y a ella volvan al morir stosnecesariamente. A dicha sustancia la llam peiron (engriego, sin lmites). Esta sustancia dio origen al conceptodel ter, que permaneci vigente en la ciencia hastaprincipios del siglo XX, cuando fue desacreditado por elclsico experimento de Michelson-Morley. Un conceptosimilar, no obstante, es postulado por la moderna astrofsica

Figura 9. Imagen de microscopio electrnico de barrido (SEM) dediminutos ovoides de 20100 nm, que se aduce sean bacterias, pero queresultan unas 100 veces ms pequeos que las bacterias terrestres.Meteorito ALH-84001 (Tomado de McKay et al., 1996).


ms alto [la esfera de las estrellas] un nombre de suyo mismo,aither, derivado del hecho de que siempre corre por todala eternidad. Anaxgoras, sin embargo, escandalosamentehace mal uso de este nombre tomando al aither comoequivalente al fuego. (De caelo [Acerca del cielo], libro1, captulo 3).

De lo anterior, se puede colegir que Aristtelesconsideraba que el concepto de ter provena de un tiempoantiguo (quiz derivado del Nun egipcio o del Maya hind),sin dar crdito en lo absoluto a Anaximandro. En otra desus obras, el Estagirita (Meteorologa, libro 1, captulo 3)vuelve a mencionar lo antiguo del concepto del ter y de laconfusin de Anaxgoras sobre la naturaleza del mismo.

Al exponer su concepcin acerca del origen de la vida,Anaximandro introduce una idea trascendental, la de laevolucin de las especies, adelantndose en ms de dos milaos a Lamarck y a Darwin. En su libro Sobre la naturaleza,Anaximandro consigna que los primeros organismos seoriginaron por generacin espontnea en el lodo a partir dela humedad y de la bruma, gracias al calor del sol queevaporaba al agua, siendo similares a erizos de mar, loscuales se fueron modificando para adaptarse a los cambiosdel medio circundante. En esta hiptesis, Anaximandro haceintervenir tierra, agua, fuego y aire, adelantndose aEmpdocles de Acragas (504433 a.C.), considerado comoquien propuso que se considerara a los cuatro elementos enconjunto, introduciendo la tierra junto al agua de Tales, elaire de Anaxmenes y el fuego de Herclito. No obstante,es probable que la nocin de los cuatro elementos, ms elprimordial ter, sea an ms antigua y se halla tomado delos que Aristteles llamaba distantes ancestros. Y estosltimos pudieron haberla tomado a su vez de culturas msantiguas, como la de los hindes, ya que los cinco elementosvienen consignados explcitamente en la cosmogonaexpuesta en el Srimad Bhagavatam (SB 3:26:12).

9.2. El siglo XIX

9.2.1. Friedrich Whler (18001882)El qumico alemn Whler, ya citado en la hiptesis de

la ascendencia csmica, de la lnea 3, produjo la sntesisde la sustancia orgnica urea haciendo reaccionar cidocinico con hidrxido de amonio (Whler, 1828):

HOCN + NH4OH CO(NH2)2 + H2O

Este descubrimiento, aunque fortuito, ya que Whleresperaba obtener un compuesto de naturaleza inorgnica,fue de una importancia capital, puesto que demostr queexista continuidad entre la qumica orgnica y la inorgnica(divisin creada por el sueco Jns J. Berzelius, partidariodel vitalismo, quien, irnicamente, era maestro de Whler).No obstante, no fue sino hasta que A. W. H. Kolbe, en 1845,produjo cido actico a partir de sus elementos qumicos,que el vitalismo fue abandonado.

al descubrir la materia oscura, que representa el 90% de lamateria del universo, a la que se asocia una misteriosaenerga oscura que, a manera de antigravedad, produce enaqulla una aceleracin que causa la expansin del universoy que despus ocasionar un big crunch, parte de una eternaoscilacin entre expansin y contraccin del universo. Otracorriente de opinin, fatalista, sostiene que la expansinno podr ser contrarrestada y que, debido a ella, dentro de22 Ga, los tomos y aun las partculas subatmicas estallarnal cesar de actuar las fuerzas que los unen, evento al quehan denominado Big Rip (Caldwell et al., 2003). Resultaparadjico que esta ltima, la hiptesis ms novedosa,coincida con la ms antigua, la antiqusima cosmognesisdel hinduismo, segn la cual, al final del universo, la materia,impulsada por una energa (tambin primordial y siemprecoexistente con la materia), a la que identifican con eltiempo, retorna a su primigenio estado fundamental (maya),para posteriormente iniciar un sucesivo ciclo de creacinpor voluntad divina: El universo enteroest por completobajo el control del Seor Supremo en Su forma de kala, eltiempo eterno. Hay un tiempo para la disolucin del tomo[partcula ltima] y un tiempo para la disolucin deluniverso (Srimad Bhagavatam 3:10:10).

Conviene aclarar que generalmente es a Aristteles aquien se atribuye, de manera errnea, la teora del ter,probablemente debido a que l hace una definicin prolijadel mismo. Lo define como cuerpo primario [la palabraelemento no es griega sino latina: elementum, primerprincipio], eterno, no sujeto a incremento o disminucin,sin envejecimiento, inalterable e inmodificado; sinembargo, enseguida apunta que:

El nombre comn [ter], el que nos ha sido legadopor nuestros distantes ancestros, parece indicar que elloslo conceban de la manera antes expresada [la dada en ladefinicin]. Uno debe creer que las mismas ideas recurrenen la mente humana, no slo una o dos, sino mltiples veces.Y as, implicando que el cuerpo primario es algo ms allde la tierra, el fuego, el aire y el agua, ellos dan al lugar

Figura 10. Fotomicrografa de una supuesta bacteria alargada, consideradacomo de Marte. Meteorito ALH84001 (Tomado de McKay et al., 1996).


9.2.2. Ernst Haeckel (18341919)Aunque controvertido por los mtodos que usaba, el

zologo alemn Ernst Haeckel fue el primero en considerarel origen de la vida a partir de substancias inorgnicas.Habiendo sido influenciado profundamente durante sujuventud por la lectura del El origen de las especies... deCharles Darwin, ha sido considerado como ms darwinistaque el mismo Darwin. Con base en el evolucionismo,elaboraba rboles filogenticos para cualquier ser vivo, loque lo llev a examinar el problema representado por labase de tales rboles; es decir, el origen del primer organismoviviente.

Haeckel abord el problema con base en el monismomaterialista (o pantesta, como el mismo le llamaba), en elque la naturaleza es una sola, existiendo continuidad entrelo animado y lo inanimado. En esta filosofa todo es vida;toda la materia existente, desde los tomos, est dotada devida, a manera del peiron de Anaximandro, a quienreconoca como el mejor de los filsofos griegos. l pensabaque la vida haba tenido su origen en organismosminsculos, hechos de protoplasma simple, a los que llamMonera. Consideraba, asimismo, que las propiedadesfisicoqumicas del carbono (lo que fue llamado teora delcarbono) eran la nica causa del protoplasma vivo, formadopor un proceso de generacin espontnea (Haeckel, 1866).

9.2.3. Thomas Henry Huxley (18251895)Como uno de los pioneros de la teora moderna sobre el

origen qumico de la vida debe reconocerse al bilogo T.H.Huxley, abuelo del clebre escritor Aldous L. Huxley.Aunque ferviente defensor de las ideas de Darwin, en talconcepto se adelant a ste en su conferencia Sobre lasbases fsicas de la vida, dictada en 1868, en Edinburgo,tres aos antes de la famosa carta de Darwin a Hook. En1869 public estas ideas en su libro Protoplasm, the physicalbasis of life. l consideraba que el C, H, O y N, elementosque constituan la materia viva, as como los compuestosen que stos existan, agua, cido carbnico y compuestosde nitrgeno, no tenan vida, pero cuando estaban juntos,bajo determinadas condiciones, se combinaban paraproducir un cuerpo ms complejo, el protoplasma, y steexhiba el fenmeno de la vida. Deca, adems, que l novea discontinuidad alguna en las sucesivas etapas decomplicacin molecular progresiva.

9.2.4. Charles Darwin (18091882)En cierta manera, el evolucionismo puede ser

considerado dentro de la corriente del materialismodialctico, puesto que sostiene que las especies de seresvivos se han derivado de otras ms simples, en oposicin alcreacionismo, segn el cual las diversas especies fueroncreadas cada una por separado tales como son ahora.Aunque el origen natural o materialista de la vida habasido considerado desde la antigedad, como ya se mencion,fue Darwin quien expuso de manera cientfica la hiptesisde la generacin de materia viva a partir de la combinacin

de sustancias llamadas orgnicas, aunque de origeninorgnico. Darwin, en el ltimo prrafo de la edicin de1859 del Origen de las especies... anot que la vida sehaba generado por un soplo de vida del Creador en uno ovarios organismos; sin embargo, en 1871, en una carta algegrafo Joseph Hooker, publicada en 1888, consign lahiptesis antes mencionada en el prrafo siguiente, el quedada su trascendencia, se transcribe en su idioma original:

It is often said that all the conditions for the firstproduction of a living organism are now present, whichcould ever have been present. But if (and oh! what a bigif!) we could conceive in some warm little pond, with allsorts of ammonia and phosphoric salts, lights, heat,electricity, etc. present, that a proteine (sic) compound waschemically formed ready to undergo still more complexchanges, at the present day such matter would be instantlydevoured or absorbed, which would not have been the casebefore living creatures were formed. (Darwin, 1871).

9.3. Hiptesis de OparinHaldane

El bioqumico ruso Aleksandr I. Oparin (1924) y elbilogo ingls John Haldane (1929), alentados por laidentificacin de compuestos orgnicos de estructuracompleja en los meteoritos carbonosos y en los avances dela ciencia moderna, elaboraron hiptesis msfundamentadas que sus predecesores acerca de la teoramaterialista del origen de la vida. stas tenan base en uncaldo primordial, as llamado por Haldane (1929), quecoincida con la pequea charca tibia de Darwin, exceptoen que ellos consideraban a la interfase atmsferaocanocomo el entorno en que se origin la vida. Experimentos delaboratorio efectuados para probar las ideas de Oparin yHaldane han producido aminocidos, que son consideradoscomo los ladrillos de los que estn construidas lasprotenas, pero que no se pueden considerar como materiaviva. Esta ltima se define como aqulla que tiene capacidadde metabolismo (que es cualquier reaccin qumica dentrodel protoplasma) y reproduccin, adems de crecimiento yreaccin a los estmulos.

En 1922, en un congreso de la Sociedad Botnica Rusa,Oparin formul una hiptesis similar a la de Darwin, perosin conocer la carta de ste, aunque es probable que hayaestado influido por l de manera indirecta a travs de susmaestros, con quienes Darwin haba estado encomunicacin. Oparin (1924) cristaliz sus ideas en laprimera edicin de su ahora clsico libro Origen de la vida.Esta obra fue publicada inicialmente como panfleto, peroadquiri forma de libro en la segunda edicin, en 1936, dela que se hizo su traduccin al ingls dos aos ms tarde(Oparin, 1938), y culmin con la tercera edicin, en 1957,traducida al ingls ese mismo ao (Oparin, 1957). Desdesu aparicin, este libro ha tenido una gran aceptacin einfluencia. Oparin llev las teoras evolucionistas deDarwin, de manera independiente a l, como ya se haba


magma inicia su camino ascendente desde la cima del mantosuperior o desde la base de la corteza, gracias a alguna fisura,al disminuir la presin y la temperatura tiene lugar el procesollamado diferenciacin magmtica, que consiste en lacristalizacin de minerales en una serie progresiva conformedisminuye la temperatura. Este proceso hace que se formendiversos tipos de roca a partir del magma parental,separndose finalmente las fracciones ms ligeras, msalcalinas y ms acuosas en la parte superior de las cmarasmagmticas. Estas son las aguas magmticas o juveniles,que transportan los elementos de mayor movilidad, los queaunque presentes en cantidades muy pequeas, son comunesen todos los magmas: Cu, Pb, Zn, Ag, Au, Li, Be, B, Rb,Cs, Na, K y Ca. La capacidad de transporte de metales seincrementa en gran medida con la presencia de H2S, Cl

-, F-y otros voltiles, que forman complejos con los metales.

La composicin de los fluidos depende principalmentede cuatro factores: (1) tipo de magma parental y su historiade cristalizacin, (2) condiciones de presin y temperatura,(3) mezcla con aguas de otras fuentes, y (4) asimilacin dela roca encajonante.

En el caso de las condiciones que debieron prevaleceren la poca en la que se origin la vida, se puede decir quela primera corteza fue de composicin basltica, compuestaprincipalmente por los primeros minerales en cristalizar,segn la serie de reaccin de Bowen: olivino, piroxeno yplagioclasa clcica. Es probable que los intersticios de estaprimera corteza hayan sido ocupados por minsculas gotasde un lquido residual. Este lquido pudo ser de dosnaturalezas dependiendo del predominio de azufre o deoxgeno (combinado en minerales, nunca libre) en una zonadeterminada: de sulfuros o de xidos. El lquido de sulfuroscontiene principalmente los metales Fe, Cu, Ni, Zn y a loselementos del grupo de platino. Por su parte, el lquido dexidos contiene principalmente Cr, Fe, Ti, V y P; cuandohay una alta concentracin de Na, puede producirse elefecto lcali, en el que se separa una fase inmiscible ricaen Fe y PO4 (Guilbert y Park, 1986). El fluido residual puedean contener un lquido de silicatos, con Fe, Mg, Al, Ca,Na y K, que puede formar diques o derrames de lava decomposicin ms silcica.

9.4.2. Distribucin del hidrotermalismoLa presencia de hidrotermalismo depende de que haya

ascenso del magma, ya sea que este salga a la superficie oquede emplazado en cmaras magmticas dentro de lacorteza, que funcionan como fuentes de calor de los sistemashidrotermales, ya que el agua desempea la funcin detransportar el calor hacia el fondo marino o hacia lasuperficie. En la actualidad, la actividad hidrotermal seconcentra principalmente en el ocano Pacfico, y es debidaa la interaccin de las placas tectnicas. Esta interaccinpuede ser de tipo distensivo, en el que las placas se alejanuna de otra (Figura 11); convergente, en el que una placa sedesliza por debajo de la otra, en el fenmeno conocido comosubduccin; o transformante, con desplazamiento a rumbo

mencionado, al origen mismo de la vida a partir decompuestos inorgnicos. Segn su hiptesis, el primerorganismo surgi de un concentrado de compuestosorgnicos formado por coacervados (del latn coacervatus,cmulo), que son grupos de gotas de coloides dedimensiones microscpicas formados por coalescencia demolculas de protenas y agua, promovido por enzimas quedesempearon el papel de catalizadores del origen de lavida; los coacervados tienen la propiedad de duplicarsetransmitiendo su estructura a los nuevos coacervados quepueden hacerse ms complejos mediante la incorporacinde nuevo material orgnico (Oparin, 2002). As, loscoacervados evolucionaran obedeciendo la regladarwiniana de supervivencia del ms apto, al ser destruidaspor el entorno hostil las estructuras ms simples, mientrasque las de estructura ms avanzada lograran subsistir yheredaran tal estructura a sus rplicas, que lograran a suvez un nuevo avance. Las ideas de Oparin y la trascendenciade las mismas han sido expuestas con detalle por Lazcano(1995a, 1995b) y por Miller et al. (1997).

Pese a que Oparin (1957), con optimismo exagerado,vaticin una prxima produccin de materia viva en ellaboratorio con base en su teora, hasta la fecha esto no hallegado a ocurrir. Por ello, se han presentado una serie denuevas ideas, o han cobrado fuerza ideas antiguas, de lascuales las que han tenido una mayor aceptacin son lashiptesis hidrotermal y extraterrestre.

9.3.1. Experimento de Urey-MillerLa hiptesis de Oparin fue apoyada por el experimento

clsico de Stanley L. Miller y Harold C. Urey (Miller, 1953),quienes a partir de una mezcla de amonaco, metano,hidrgeno y vapor de agua, que se supona en esa pocaque eran los constituyentes de la atmsfera primigenia, laque se someta peridicamente a descargas elctricas quegeneraban chispas, produjeron aminocidos y otrassustancias orgnicas denominadas melanoides.Experimentacin ulterior de estos investigadores expandiel rango de los productos orgnicos sintetizados (Miller yUrey, 1959; Miller, 1998).

9.4. Hiptesis hidrotermal del origen de la vida

9.4.1. Fundamentos del hidrotermalismoDefinicin. Hidrotermalismo es el conjunto de efectos

producidos por el agua con temperatura considerablementemayor que la ambiental, llamada agua hidrotermal, queasciende de zonas profundas del subsuelo. Esta agua puedeser meterica, calentada en el subsuelo, o magmtica, quese libera junto con otros voltiles de un magma que asciende,debido a la disminucin en la presin y temperatura en dichomagma. Al agua magmtica tambin se le llama aguajuvenil por considerarse que es la primera vez que sale ala superficie.

Naturaleza de los fluidos hidrotermales. Cuando el


entre ellas. Se ha estimado que los sistemas hidrotermalesdel sistema global de dorsales ocenicas (Figura 12), quecomprende 46,000 km, tienen un rea de influencia quealcanza la tercera parte del piso ocenico, lo que da unaidea de su importancia, no bien conocida actualmente. Seha llegado a proponer, incluso, que su influjo se extiende alos fenmenos climticos mundiales, como el de El Nio.

9.4.3. Desarrollo histrico de la teora delhidrotermalismo

Aunque los manantiales ter

Documents

El Origen de La Vida Desde Un Punto de Vista Geológico