Las investigaciones sobre el Origen de la Vida van a la deriva

Ha visto la luz en Scientific American un importante estudio acerca de la situación de la investigación acerca del origen de la vida. Robert Shapiro, un experto y galardonado químico, investigador oncológico, profesor emérito y autor de libros acerca de este campo, desmitifica el experimento de Miller, el Mundo del ARN y otros experimentos populares como callejones sin salida irreales. Al describir el fantasioso pensamiento de algunos investigadores, decía: «En una forma de vitalismo molecular, algunos científicos han dado por supuesto que la naturaleza tiene unatendencia innata a producir de manera preferente los componentes de la vida en lugar de las huestes de otras moléculas que pueden también surgir de las reglas de la química orgánica».

Shapiro había estado explicando que se pueden formar millones de moléculas orgánicas que no son nucleótidos de ARN. Y éstas no solo son inútiles para la vida, sino que interfieren e interceptan las reacciones beneficiosas. Luego pasaba a describir como la extrapolación a partir del Experimento de Miller produjo una sensación injustificada de euforia entre los investigadores: «Mediante la extrapolación de estos resultados, algunos escritores han dado por supuesto que todos los componentes de la vida se podrían formar con facilidad en experimentos tipo Miller y que estaban presentes en meteoritos y otros cuerpos extraterrestres. Pero no es así», advertía en una sección titulada «La Olla de Sopa está Vacía». Decía que ningún experimento ha producido aminoácidos con más de tres carbonos (la vida usa algunos con seis), y que ningún experimento tipo Miller ha producido jamás ni nucleótidos ni nucleósidos, esenciales para el ADN y el ARN.

Shapiro describió con cierto detalle las difíciles etapas que los químicos organicos emplean para sintetizar los elementos constructivos del ARN, usando condiciones sumamente irreales para la Tierra primitiva. «El tema era la demostración de que los humanos podían producir, aunque de forma muy ineficaz, sustancias que se encuentran en la naturaleza», decía él. «Desafortunadamente, no había ni químicos ni laboratorios en la Tierra primitiva para producir ARN.» Aquí tenemos un ejemplo de cómo los científicos tuvieron que trabajar para producir citosina, una de las bases del ADN:

Citaré un ejemplo de síntesis prebiótica, publicado en 1995 por Nature y reproducido en el New York Times. La base citosina del ARN se preparó con un elevado rendimiento calentando dos sustancias químicas purificadas en un tubo de vidrio sellado a 100 grados centígrados durante un día. Uno de los reactivos el cianoacetaldehído, es una sustancia reactiva capaz de combinar con una cantidad de sustancias químicas comunes que pueden haber estado presentes en la Tierra primitiva. Estas sustancias competidoras fueron excluidas. Se necesitaba una concentración sumamente elevadapara inducir la otra participante, la urea, para reaccionar a una velocidad suficiente para que la reacción tuviera éxito. El producto, citosina, puede autodestruirse por reacción simple con agua. Cuando se rebajó la concentración de la urea, o se dejó que la reacción continuase demasiado tiempo, cualquier citosina formada quedaba destruida a continuación. Esta reacción destructiva se había descubierto en mi laboratorio, como parte de mi investigación continuada sobre daños ambientales sobre el ADN. Nuestras propias células afrontan esto manteniendo un conjunto de enzimas especializadas en reparación del ADN.

Parece haber una acusada diferencia entre el Mundo Real y el imaginario Mundo del ARN. A pesar de esta desconexión, Shapiro describe algo del bombo publicitario que generó el escenario del Mundo del ARN cuando Gilbert lo sugirió por primera vez en 1986. «La hipótesis de que la vida comenzó con el ARN se presentó como una realidad factible, en lugar de como una especulación, en las revistas, los libros de texto y los medios de comunicación», decía él. También describió los aros intelectuales por los que han tenido que pasar los investigadores para conseguir hacer que este escenario funcione: la congelación de océanos, el desecado de lagunas, desiertos secos y otros medios improbables en secuencias específicas para prevenir que las moléculas se destruyesen. Esto equivale a atribuir una conducta de satisfacción de deseos y de cumplimiento de objetivos a objetos inanimados, como Shapiro deja claro con esta pintoresca analogía:

La analogía que viene a la mente es la de un jugador de golf que, tras haber jugado una pelota de golfa través de un campo de golf de 18 agujeros, luego supusiera que la bola también podría jugar por sí misma por el campo en su ausencia. Él ya había demostrado la posibilidad del hecho; solo sería necesario ahora suponer que alguna combinación de fuerzas naturales (por ejemplo, terremotos, vientos, tornados e inundaciones) pudieran producir el mismo resultado, dado el tiempo suficiente. No sería necesario quebrar ninguna ley física para que tuviese lugar la formación espontánea del ARN, pero las posibilidades contrarias son tan inmensas, que la sugerencia implica que el mundo no viviente tenía un deseo innato de generar ARN. La mayoría de los científicos en el campo del origen de la vida que siguen sustentando la teoría de que el ARN fue primero o bien aceptan este concepto (de forma implícita, si no explícita), o bien creen que las probabilidades inmensamente desfavorablesfueron sencillamente vencidas por la buena suerte.

Contemplándolo de forma realista, hay la misma probabilidad de formación de moléculas perjudiciales. Estas funcionarán como terminadoras de cualquier molécula prometedora, dice Shapiro, que luego usa otra analogía. Describe a un gorila tecleando en un enorme teclado que contiene no solo el alfabeto latino, sino también todas las letras de todos los demás lenguajes y todos los conjuntos de símbolos de un ordenador normal. «Las probabilidades de una redacción espontánea de un replicador en el estanque que he descrito se pueden comparar con las de que el gorila redacte, en inglés, una receta coherente para la preparación de chili con carne.» Por esto mismo Gerald Joyce, el mismísmo Mr. Mundo-ARN, y Leslie Orgel, un veterano investigador en el campo del origen de la vida con Stanley Miller, llegaron a la conclusión de que la aparición espontánea de cadenas de ARN en la tierra primitiva «hubiera sido prácticamente un milagro».

Y todas estas malas noticias nos las encontramos justo a mitad del artículo. ¿Acaso nos trae algunas noticias? No todavía; primero tenemos que aceptar la regla fundamental enunciada por el premio Nobel Christian de Duve, que llamó a «rechazar aquellas improbabilidades tan inconmensurablemente elevadas que solo pueden designarse como milagros, fenómenos que caen fuera del ámbito de la indagación científica». Esto excluye comenzar a partir de moléculas complejas como el ADN, el ARN y las proteínas [véase El Origen del Primer Sistema Vivo].

En base a dicho principio, Shapiro abogó por un retorno a escenarios con ciclos medioambientales involucrando moléculas simples. Estos escenarios termodinámicos o de «metabolismo primero» son solo populares entre alrededor de un tercio de los investigadores sobre el origen de la vida en este momento. Entre sus partidarios destacados se encuentran Harold Morowitz, Gunter Wachtershauser, Christian de Duve, Freeman Dyson y el mismo Shapiro. Sus hipótesis también tienen ciertos requisitos que deben cumplir: una fuente de energía, límites, maneras de acoplar la energía a la organización, y un sistema o ciclo químico capaz de crecer y de reproducirse. (Los problemas de la genética y de la herencia se desplazan al futuro en estas teorías.) ¿Y cómo les va? «A lo largo de los años, muchos artículos teóricos han propuesto determinados esquemas basados «metabolismo primero», pero se ha realizadorelativamente poco trabajo experimental en apoyo de los mismos», admite Shapiro. «En aquellos casos en los que se han publicado experimentos, generalmente han servido para demostrar la verosimilitud de etapas individuales dentro de un ciclo propuesto». Además, «la comprensión de las etapas iniciales que llevan a la vida no revelaría los acontecimientos específicos que llevaron a los conocidos organismos de base ADN-ARN-proteína actuales». Como tampoco ningunos ciclos prebióticos verosímiles demostrarían que esto es lo que sucedió en la tierra primitiva. El éxito en los experimentos acerca del «metabolismo primero» solo contribuirían a alimentar la esperanza de que los ciclos prebióticos son creíbles en principio, no que realmente tuvieron lugar.

Sin embargo, el mismo Shapiro tuvo que volver a los milagros que antes había rechazado. «Algún acontecimiento o circunstancia casuales pueden haber llevado a la vinculación de nucleótidos para formar ARN», especula él. ¿Y de dónde vinieron los nucleótidos? ¿Acaso él mismo no había dicho que su formación era improbable hasta lo imposible? ¿Cómo escaparon a la rápida destrucción por el agua? Dejando aparte estos puntos, quizá los nucleótidos sirvieron inicialmente para otros fines y fueron cooptados, por azar, en el sistema de la vida en desarrollo. Sin embargo, exponiendo que estos pensamientos son poco más que un sueño imposible, admite: «Serían necesarios muchos pasos adicionales en la evolución para "inventar" los elaborados mecanismos para la replicación y la síntesis específica de proteínas que observamos en la vida en la actualidad».

Llega ahora el final apoteósico de Shapiro. Para un artículo predominantemente desalentador y crítico, su último párrafo es sorprendentemente optimista. Exponiendo que los escenarios sumamente inverosímiles de grandes moléculas implican un universo desolado, ofrece esperanzas con la alternativa de las moléculas pequeñas. Citando a Stuart Kauffman: «Si todo esto es cierto, la vida es inmensamente más probable de lo que hemos supuesto. No solo estamos en nuestra casa en el universo, sino que hay mucha más probabilidad de que lo estemos compartiendo con compañeros desconocidos».

Actualización Al día siguiente aparecieron cartas al editor en Science,¹ debatiendo las dos teorías principales sobre el origen de la vida. Los signatarios incluían la mayoría de los grandes nombres: Stanley Miller, Jeffrey Bada, Robert Hazen y otros debatiendo con Gunter Wachtershauser y Claudia Huber. Después de tamizar la jerga técnica, el lector se queda con la fuerte impresión de que esencialmente ambos campos se han refutado mutuamente. Del lado de la sopa primordial, los signatarios desmontaron detalles en un artículo emitido por el lado del «metabolismo primero». Las concentraciones de los reactivos y las condiciones especificadas se calificaron como «inverosímiles» y «sobremanera improbables».

Wachtershauser y Huber replicaron que la «teoría de la sopa prebiótica» demanda una «dilatada y poco clara autoorganización en un océano frío y primitivo», que según ellos es más improbable que el medio ambiente volcánico de su propia teoría del «organismo pionero» (metabolismo primero». Es una insensatez esperar que los productos de una sopa prebiótica sobrevivan en el océano, de entre todos los lugares, «donde después de algunos miles o millones de años, y bajo toda manera de diversas influencias, se cree que la magia de la autoorganización generó de alguna manera una primera forma de vida no especificada». Los puñales destellan en la lucha entre las dos principales escuelas.

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¹Cartas, «Debating Evidence for the Origin of Life on Earth [El debate de la evidencia acerca del origen de la vida en la tierra]», Science, 16 February 2007: Vol. 315. no. 5814, pp. 937 - 939, DOI: 10.1126/science.315.5814.937c.

Gracias, Robert Shapiro, por poner a descubierto las falsedades con las que nos han estado alimentando durante casi un siglo. El Experimento de Miller, el Mundo del ARN y todo el bombo publicitario de incontables comunicaciones, artículos, divulgaciones en la prensa popular y animaciones de la TV son mitos imposibles. Agradecemos su ayuda en ayudar a revelar por qué todo ha sido una falsedad impuesta con bombo publicitario. Ahora acabe bien su trabajo y expónganos que su modelo no es mejor que el otro.

Usted sabe que no puede quedarse indefinidamente en el campo de las moléculas pequeñas. No ha comenzado a salvar el abismo entre los ciclos metabólicos con pequeñas moléculas e inverosímiles sistemas con grandes moléculas (ARN, ADN y proteínas). Sea cual sea la manera en que usted trate de cerrar el vacío, va a incurrir en las mismas críticas que usted suscitó contra los cuentacuentos del Mundo del ARN. No puede recurrir a la selección natural sin una replicación precisa (véase El Origen del Primer Sistema Vivo).

¡Qué extraño de qué manera esta gente pretende que si pueden simplemente conseguir que unas moléculas tiren de sí mismas hacia arriba hasta la etapa de replicación, las mutaciones y la selección natural asumirán el control del proceso a partir de entonces! ¡Antes que puedas decir 4 mil millones de años ya tenemos bioquímicos investigando! 

El artículo de Shapiro es muy valioso para exponer la inmensa diferencia entre el bombo publicitario acerca del origen de la vida y su inverosimilitud —más aun, imposibilidad— en la química del mundo real. Su alternativa es débil y agobiada por las mismas dificultades. Si una bola de golf no va a acabar los agujeros 14 a 18 por sí misma sin necesidad de ayuda, tampoco acabará los agujeros 1-5. Si un gorila no puede teclear una receta en inglés para chile con carne con la ayuda de miles de teclas en un teclado, tampoco podrá teclear una receta para sopa caliente, ni usando solo un 1% de las teclas. Además, ni el gorila ni la bola de golf van a querer encaminarse en el proyecto evolutivo. No podemos atribuir un «deseo innato» a un gorila, a una bola de golf, ni a un planeta estéril de sustancias químicas para producir lenguajes codificados y máquinas moleculares.

Más tarde o más temprano, toda la maquinaria, los replicadores, los códigos genéticos y los complejos procesos de disminución de entropía tendrán que entrar en la cuenta. Cuando Shapiro se dé cuenta de que su alternativa es tan culpable como la que él critica, puede que se nos una un ardiente nuevo defensor del diseño inteligente en nuestras filas. Únase al bando vencedor, doctor Shapiro, antes de caer junto con los perdedores en el agujero negro de las falsedades intelectuales.