ElDiseño: Vida

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

Resultado de imagen para molecular biology wallpaper

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.

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.

El origen de la vida: Pretenden algo a cambio de casi nada

Conseguir que la vida emerja a partir de sustancias químicas inertes es o bien pan comido, o bien lo más difícil del universo, dependiendo de a quién se lo preguntes. Observemos un par de recientes artículos que sugieren que el origen de la vida no fue un gran problema.

Una ribozima: presentes en la vida, su síntesis en laboratorio sólo es posible dentro de unas condiciones rigurosamente controladas en laboratorio, siguiendo unas pautas impuestas por unos investigadores inteligentes. No pudieron aparecer al azar en ningunas condiciones verosímiles de la biosfera.
Imagen cortesía de William G Scott

Un comunicado de prensa emitido por la Universidad de Colorado anunciaba un artículo de Michael Yarus y equipo en PNAS.¹ Este equipo, financiado con un subvención de 415.610 dólares de los Institutos Nacionales de Salud, confeccionó una «Diminuta molécula de ARN con enormes implicaciones para el origen de la vida». Se trata de la más pequeña ribozima desarrollado, con sólo cinco nucleótidos, y puede «catalizar una reacción clave que sería necesaria para sintetizar proteínas». Tom Blumenthal, un colega que trabajaba con Yarus, decía: «Nadie se esperaba que una molécula de ARN tan pequeña y simple realizase algo tan complicado como esto». Lo que se implica es que esta ribozima hubiera podido ser una pasadera en la ruta hacia mayores y más complejas moléculas de la vida.

Yarus ha sido un enérgico proponente de la hipótesis del «mundo del ARN». Los descubrimientos de este equipo los llevan a razonar que las enzimas ARN (ribozimas) no tuvieron que ser tan complejas al principio para poder tener una función. Decía: «Si existe esta clase de minicatalizador, una “hermana” del que describimos, el mundo de los replicadores también daría un gran salto de acercamiento y podríamos realmente sentir que estábamos aproximándonos a los primeros entes en la Tierra que pudieran experimentar evolución darwinista», Se refiere a que no se puede apelar a una evolución darwinista por selección natural hasta que haya un replicador —un sistema que pueda duplicar sus componentes con exactitud. Yarus admitía que «este diminuto replicador no se ha encontrado, y que su existencia quedará decidida mediante experimentos todavía no realizados, quizá ni siquiera aún imaginados».

Pero, ¿respalda todo este trabajo un origen naturalista de la vida? Una cuestión clave es si la molécula podría formarse bajo condiciones prebióticas verosímiles. Así es como el artículo describía el trabajo que ellos habían realizado en el laboratorio para conseguir esta molécula:

La síntesis de ARN fue realizada por Dharmacon. Se preparó GUGGC = 5’-GUGGC-30 ; GCCU – 5’P-GCCU-3’ ; 5’OH-GCCU = 5’-GCCU-3’ ; GCCU20dU = 5’-GCC-2’-dU; GCC = 5’-GCC-3’ ; dGdCdCrU = 5’-dGdCdCU-3’ . RNA GCC3’dU realizando primero la síntesis de 5’-O-(4,4’- Dimetoxitritil)3’-desoxiuridina como sigue: sedisolvió 3’-desoxiuridina (MP Biomedicals; 991 mg, 0.434 mmol) en 5 ml de piridina anhidra y luego seeliminó la piridina al vacío y con agitación. Luego se volvió a disolver el sólido en 2 ml de piridina. Se procedió a disolver dimetoxitritil cloruro (170 mg, 0.499 mmol) en 12 ml de piridina y se añadió lentamentea solución 3’-desoxiuridina. La solución se agitó a temperatura ambiente durante 4 h. Todas las solucionesse mantuvieron protegidas contra el contacto con aire durante todo el proceso.

Luego se extinguió la reacción mediante adición de 5 ml de metanol, y el solvente se eliminó mediante evaporación con centrifugación. El solvente restante se evaporó durante la noche en una cámara al vacío. Luego se disolvió el producto en 1 ml de acetonitrilo y se purificó mediante una columna de sílice(elución de acetonitrilo). Las Se combinaron las fracciones finales del producto (confirmadas mediante TLC, 1.1 hexano:acetonitrilo) y se evaporaron con centrifugación. El rendimiento fue de 71%. Luego se envió30dU dimetoxitritil-protegida a Dharmacon para la inmovilización de 30-dU sobre vidrio y para la síntesis de 5’-GCC-3’-dU.

Se sintetizaron PheAMP, PheUMP y MetAMP mediante el método de Berg (25) con modificaciones ypurificación como se describe en la ref. 6. El rendimiento fue como sigue: PheAMP 85%, PheUMP 67%, y MetAMP 36%.

Se precisó todavía de más pasos adicionales de purificación y aislamiento bajo condiciones controladas, usando múltiples solventes a diferentes temperaturas, para impedir reacciones cruzadas. Es dudoso que unos procedimientos de laboratorio tan complejos tengan análogos en la naturaleza. Comenzaron con una ribosa ya existente, y además no comunican si era homoquiral. La supuesta función de la ribozima sólo consistía de una etapa de una compleja reacción de etapas múltiples en los organismos vivos: «Inicialmente, la pequeña ribozima trans-fenilalanilata selectivamente un ARN 4‑nt complementario en su 2’‑ribosa hidroxilo usando PheAMP, la forma natural para elaminoácido activado».

La interpretación que hace el equipo acerca de la trascendencia de su investigación se apoya mucho en la imaginación: «La gran trascendencia de estas observaciones puede residir en parte en la cantidad desconocida de otras reacciones que puedan ser aceleradas por unos ARNs comparablemente pequeños». Se limitan a dar por supuesto que una «fuente geoquímica» podría producir un conjunto de otras ribozimas de cinco nucleótidos, incluyendo la suya. «Por otra parte, con estos pocos ribonucleótidos que disponer en el espacio, puede que no haya otras estructuras de nucleótidos parecidas que sean a la vez estables y capaces de catálisis», dicen como conclusión. Pero luego apelan a futuras investigaciones y a la imaginación: «Por otra parte, por razones evidentes,será extraordinariamente importante buscar otros diminutos centros activos de ARN, sabiendo ahora quepueden existir». Finalmente, otra razón por la que investigaron la hipótesis del mundo del ARN es que reconocían que «es inverosímil que se sintetizasen péptidos primitivos usando catalizadores proteínicos ya formados...». Se tiene que recordar, también, que estas reacciones químicas, incluso si pudiesen ocurrir en la naturaleza, no tienen ninguna capacidad de anticipar el futuro. No tienen ningún deseo ni capacidad de dirigir su operación hacia el objetivo de producir vida. Debido a que la selección natural está fuera de cuestión antes que exista una autorreplicación precisa, cualquier éxito se deberá estrictamente al azar.

Un prerrequisito del ARN es el azúcar. ¿Cómo aparecieron los azúcares? Otro reciente artículo en Science podría designarse como la teoría del origen de la vida en las Rocosas de Azúcarg.² Los autores proponen que los azúcares se podrían formar de modo natural en la reacción de la formosa y quedar estabilizados en silicatos. A esto lo llamaban una «síntesis de silicatos de azúcar de abajo arriba». Reconociendo que un trabajo anterior con la reacción de la formosa produjo mezclas complejas e inestables, razonaban que «el silicato selecciona azúcares con una estereoquímica específica y que los secuestra protegiéndolos de una rápida descomposición. Dada la abundancia de los minerales de silicatos, estas observaciones sugieren que las reacciones del tipo de la formosa podrían proporcionar una posible ruta para la formación abiótica de azúcares de importancia biológica como la ribosa». Para un resumen de este artículo, véase el comunicado de prensa de la Royal Society of Chemistry (RSC). Esta investigación fue patrocinada por la Fundación Nacional de las Ciencias, Dow Corning Corp. y Schlumberger Ltd.

La reacción de la formosa «es un posible proceso por el que se forman azúcares por vía abiótica», dicen. «Esta reacción convierte formaldehído (HCHO; C1) a una diversidad de azúcares, en presencia de bases fuertes, de bases orgánicas, o de minerales». El problema es que «genera una plétora de azúcares inestables, de los que el azúcar clave, la ribosa, está presente en una proporción muy exigua». Y, «un inconveniente adicional es que los productos del mecanismo de la formosa son racémicos [de quiralidad mixta], mientras que los azúcares en condiciones biológicas terrestres son homoquirales» (de una sola variedad quiral). Su investigación exponía que algunas de estas limitaciones se pueden superar mediante el uso de silicatos.

Sin embargo, un examen del artículo expone unos complejos procedimientos de laboratorio que difícilmente pueden justificarse en el ámbito de la naturaleza. Afirman ellos que «Esta síntesis de abajo arriba de los silicatos de azúcar es un proceso prebiótico verosímil», pero observan que los azúcares se «oligomerizan muy lentamente» y que «los azúcares superiores no incluidos en complejos se descomponen rápidamente bajo condiciones alcalinas». El artículo de RSC afirma, no obstante, que se precisa de unas condiciones enérgicamente alcalinas para este escenario, y que la mayoría de los silicatos formados en procesos de erosión resultan consumidos por otras reacciones. Para retardar la descomposición, los azúcares tuvieron que quedar rápidamente incluidos en complejos en silicatos o arcillas. Pero lo que no dicen es de qué manera la inclusión de los azúcares en complejos con silicatos prevendría en lugar de acelerar las reacciones biogenéticas corriente abajo. De modo que, en el mejor de los casos en su escenario, se podrían formar algunos azúcares en la reacción de la formosa, y quedar secuestrados en complejos de silicatos. La ribosa (esencial para el ARN) compondría una exigua fracción del producto (véase 11/05/2004).

Al llegar a cierto punto, algo tendría que haber extraído los azúcares precisos fuera del armario del silicato y usarlos para ensamblar ARN, impidiendo simultáneamente las destructoras reacciones cruzadas que se dan con otros compuestos. Incluso así, el problema del secuenciado de los nucleótidos —la cuestión clave— ni se aborda. ¿De dónde procede el código genético? Una ribozima no es un código. A no ser que y hasta que se expliquen todos los ingredientes de un sistema autorreplicante, ninguna de estas sugestivas etapas constituyen un progreso hacia el origen de la vida.

1. Turk, Chumachenko and Yarus, «Multiple translational products from a five-nucleotide ribozyme», Proceedings of the National Academy of Sciences 22 febrero 2010, doi: 10.1073/pnas.0912895107.

2. Lambert, Gurusamy-Thangavelu and Ma, «The Silicate-Mediated Formose Reaction: Bottom-Up Synthesis of Sugar Silicates», Science, 19 febrero 2010: Vol. 327. no. 5968, pp. 984-986, DOI: 10.1126/science.1182669.

La investigación acerca del origen de la vida adolece de un defecto fundamental: falta de análisis crítico. Artículos y comunicados de prensa de este tipo se deberían someter inmediatamente a un análisis crítico no sesgado: «¡Estas no son condiciones prebióticas verosímiles!», o «¿Cómo iba la naturaleza a secuestrar los compuestos deseados apartándolos de reacciones cruzadas destructoras sin las técnicas y el diseño inteligente de los experimentos que han usado estos investigadores?» Se podrían hacer muchas otras preguntas. Pero como se dan unos intereses creados en los estamentos materialistas modernos en hacer parecer que el origen de la vida es algo relativamente sencillo en la ruta a la evolución darwinista, las revistas de la ciencia establecida permiten que estas posturas se difundan sin crítica. Se presenta una falsa impresión de que la ciencia está progresando hacia una respuesta mediante pequeños pasos cumulativos. Y hay instituciones, como la Universidad de Colorado, que tienen un interés particular en conseguir que sus profesores tengan una buena imagen en los medios de comunicación.

Si los estamentos científicos hiciesen su trabajo desde una perspectiva rigurosa de la ciencia, los creacionistas y la comunidad del diseño inteligente no tendrían que dedicarse a hacer el papel de aguafiestas, demostrando por qué estas ideas no pueden funcionar. Lo cierto es que no pueden funcionar, pero otros científicos deberían decirlo desde dentro, y no sólo los marginados. Después de todo, mucho de este trabajo está pagado por los contribuyentes con fondos públicos. ¿Dónde están los organismos de análisis y crítica?

Un tributo al oxígeno

Mi maestra de ciencia de séptimo grado pidió a la clase que hiciera una lista de “las tres necesidades más esenciales de la vida humana”. La respuesta "correcta" -agua, alimento y sueño- ilustra cuán fácilmente la gente da por sentado el aire que respiramos; específicamente, su contenido de oxígeno.

La mayoría de los humanos pueden vivir unos pocos días sin agua, alimento y sueño y, sin embargo, no podemos estar más que unos pocos minutos sin oxígeno. Era algo que entendía en la escuela secundaria, pero entonces no tenía ninguna idea de que la atmósfera rica en oxígeno de la Tierra representa un milagro, además de facilitarlo.

¿Qué tiene de especial el oxígeno?
Los humanos y todas las criaturas mayores de un milímetro de largo aproximadamente exigen oxígeno para prácticamente todas las funciones metabólicas. Las reacciones con el oxígeno liberan típicamente abundante energía cuando el oxígeno se adhiere a otro elemento o compuesto, y es así como impulsa el proceso metabólico. Algunas formas vivas llamadas anaerobios no dependen del oxígeno para su metabolismo, pero estas criaturas son minúsculas, no mayores que filamentos unicelulares, con tasas de metabolismo relativamente bajas. Aun los organismos que se acercan al milímetro de largo requieren órdenes de magnitud adicionales de energía para sobrevivir. Su metabolismo es aeróbico, o basado en el oxígeno, como el nuestro, y con aumentos incrementales de tamaño aparecen demandas enormemente mayores de energía cada vez. Por ejemplo, las especies que tienen en promedio un metro de largo (de adultos) necesitan al menos el 70% del oxígeno que requerimos nosotros los humanos para que sus cuerpos hagan el “trabajo” de vivir.

Hay dos otros elementos, el flúor y el cloro, que pueden producir también la liberación de cantidades significativas de energía, pero son relativamente raros y altamente corrosivos en comparación. De los tres elementos reactivos, sólo el oxígeno es lo suficientemente estable como para acumularse en la atmósfera de la Tierra y suplir las necesidades metabólicas de la vida.

¿Cómo llegó el oxígeno aquí? Las reacciones químicas inorgánicas y la radioactividad que atraviesa el agua producen sólo cantidades minúsculas. Solo la vida fotosintética (como las cianobacterias), y en gran cantidad, puede tener la posibilidad de generar suficiente oxígeno atmosférico como para sustentar vida aeróbica en alguna abundancia. Sin embargo, dado que el oxígeno es tan altamente reactivo, la mayor parte de lo que la fotosíntesis produjo a lo largo de la historia de la Tierra perduró sólo brevemente en la atmósfera. Tan pronto como estas minúsculas formas de vida (energizadas por la luz del sol) convirtieron el dióxido de carbono y el vapor de agua en azúcar y oxígeno, el oxígeno fue tragado por enormes “sumideros de oxígeno” (productos químicos y materia orgánica en descomposición que absorben el oxígeno) en el manto y la corteza de la Tierra. Recién cuando estos sumideros de oxígeno comenzaron a llenarse pudo la atmósfera retener cantidades significativas de oxígeno.

La historia del oxígeno en la Tierra ha sido difícil de rastrear, pero están apareciendo avances significativos. En una serie de siete artículos de investigación, un equipo de químicos y físicos pudo escribir los primeros capítulos de esa historia. Describieron dos grandes eventos de oxigenación: el primero ocurrió unos 2.400 millones de años atrás, y el segundo en tres episodios entre 635 y 545 millones de años atrás.¹ La investigación adicional muestra que estos dos eventos preparan el escenario para un tercer evento que ocurrió unos 200 millones de años atrás.²

Mientras los científicos continúan investigando las causas exactas de estos tres grandes eventos de oxigenación, concuerdan en que perturbaciones catastróficas jugaron un papel significativo. Estas alteraciones enterraron grandes cantidades de materia orgánica en descomposición, lo cual impidió que el carbono de este material engulliera el oxígeno. Esta circunstancia permitiría una importante acumulación de oxígeno atmosférico si se cumplieran dos condiciones críticas. Primero, la vida fotosintética debería ser extremadamente abundante y diversa para superar el consumo de oxígeno por otros sumideros de oxígeno. Segundo, al menos uno de los otros sumideros de oxígeno debería estar completo al momento de ocurrir los entierros.

¿Qué muestra la ciencia? Ambas condiciones parecen haberse cumplido con una sincronización precisa y con resultados aún más asombrosos. El primer evento de oxigenación (2.400 millones de años atrás) permitió la repentina y generalizada aparición de organismos eucariotas unicelulares (células con núcleos definidos) que existieron como células individuales así como colchones de células. El segundo evento de oxigenación (entre 635 y 545 millones de años atrás) precipitó la aparición de los primeros animales grandes. El último evento de oxigenación (200 millones de años atrás) coincidió con la aparición de las primeras aves y mamíferos.

Este perfil de oxígeno disponible seguido inmediatamente por la aparición de criaturas equipadas para explotarlo desafía la suposición de naturalismo. Un modelo de creación bíblico, por otra parte, puede explicar por qué el registro fósil tiene la apariencia que tiene.³ El Creador de este universo orquestó y sincronizó estos eventos a propósito, como parte de un plan mayor que lo incluye a usted y a mí.

Referencias:

1. D. A. Fike et al, “Oxidation of the Ediacaran Ocean,” Nature 444 (2006): 744-47; Richard A. Kerr, “A Shot of Oxygen to Únleash the Evolution of Animals,” Science 314 (2006): 1529; Don E. Canfield, Simon W. Poulton, and Guy M. Narbonne, “Late-Neoproterozoic Deep-Ocean Oxygenation and the Rise of Animal Life,” Science 315 (2007): 92-95; David C. Catling and Mark W. Claire, “How Earth’s Atmosphere Evolved to an Oxic State: A Status Report,” Earth and Planetary Science Letters 237 (2005): 1-20; David C. Catling et al., “Why O₂ Is Required by Complex Life on Habitable Planets and the Concept of Planetary ‘Oxygenation Time,’” Astrobiology 5 (2005): 415-38; James F. Kasting, “Ups and Downs of Ancient Oxygen,” Nature 443 (2006): 643-45; Colin Goldblatt, Timothy M. Lenton, and Andrew J. Watson, “Bistability of Atmospheric Oxygen and the Great Oxidation,” Nature 443 (2006): 683-86.

2. Paul G. Falkowski et al., “The Rise of Oxygen Over the Past 205 Million Years and the Evolution of Large Placental Mammals,” Science 309 (2005): 2202-04.

3. Hugh Ross, Creation as Science (Colorado Springs: NavPress, 2006), 125-47.