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El origen de la vida hace frente a cuatro paradojas

Una sola de estas barreras ya sería suficiente para descartar un origen materialista de la vida, pero un veterano investigador sobre el origen de la vida reconoce cuatro paradojas en la investigación acerca del origen de la vida que nunca se han podido resolver.

«Nuestro grupo, actualmente, vende joyería de origen de la vida», bromeaba Bonner, con motivo de la entrevista en la que reconoce unos problemas fundamentales para la tesis de un origen materialista de la vida. En la ilustración, peridotos tallados, cortesía de Aomai

Susan Mazur, una periodista favorable a nuevas ideas acerca de la evolución, realizó una entrevista a Steve Benner (Universidad de Florida) para la publicación Huffington Post acerca de una Conferencia de Investigación de Gordonque presidirá en enero, llamada «Orígenes de la Vida». Ella y Benner concuerdan en que «nuestro tiempo pide más transparencia» en este campo. Benner se mostró bien transparente acerca de cuatro barreras que él designa como «paradojas» que siguen planteando un desafío para llegar desde sustancias químicas a un replicador darwiniano. Y admite francamente la quiebra en todas cuatro:

Hemos fracasado en proporcionar de ninguna manera continua una receta que nos lleve de las moléculas simples que sabemos que estaban presentes en la Tierra primitiva al ARN. Hay un modelo discontinuo que tiene muchos componentes, mucho de los cuales tienen soporte experimental, pero nos enfrentamos con estas tres o cuatro paradojas, de las que tú y yo hemos hablado en el pasado. Laprimera paradoja es la tendencia de la materia orgánica a degenerar y a producir alquitrán. Si se puede evitar esto, se puede comenzar a ensamblar cosas que no sean alquitranadas, pero entonces nos encontramos con el problema del agua, que se relaciona con el hecho de que cada enlace interesante que quieres establecer es termodinámicamente inestable respecto del agua. Si puedes resolver este problema, te encuentras con el problema de la entropía, que cualquiera de los componentes constitutivos estará presente en baja concentración; por tanto, para ensamblar una gran cantidad de estos componentes necesitas un ARN tipo gen —de 100 nucleótidos de longitud— que luche contra la entropía. Y el cuartoproblema es que incluso si puedes resolver el problema de la entropía, te encuentras una paradoja de que las enzimas del ARN, que quizá tengan actividad catalítica, será más probable que tengan una actividad en el sentido de destruir el ARN en lugar de crear ARN.

Benner seguía diciendo que: «Encontramos toda clase de problemas para conseguir una conducta que encontremos útil, por no decir que darwiniana, en todo esto». Todo lo que puede hacer es esperar que la Conferencia de Gordon produzca algo. A partir de aquí, la entrevista descendió a cuestiones de financiación. «Nuestro grupo, actualmente, vende joyería de origen de la vida», bromeaba. «Los minerales que crean el borato y el álcali y el fosfato son minerales como turmalina y apatita y peridoto». Es de esperar que las joyas hayan sido diseñadas inteligentemente.

Benner, te llamamos. Te pedimos que dejes el bando oscuro y vengas a la luz. La transparencia no funciona en las tinieblas. Tú sabes que todos los problemas que has mencionado son viejos problemas acerca de los que tus colegas se han estado quejando durante décadas. Hace casi diez años ya dijiste que los problemas son tan abrumadores que casi te hacen querer hacerte creacionista (Ver Experto en el origen de la vida bromea sobre volverse creacionista). Ahora sigues preocupado con cuatro «paradojas» (mejor dicho, refutaciones del materialismo) que no están más cerca de su resolución después de toda una vida de esfuerzos (Ver Los astrobiólogos comparten su ignorancia en AbSciCon). Pero, incluso si resolvieses estas cuatro (esperando contra toda esperanza), el mecanismo de «las cosas pasan porque sí» del darwinismo no puede llevar un replicador simple más allá del ARN, como acabas de indicar tú mismo. Deja de distraer al público con historias fáciles para la prensa acerca de boro procedente de Marte (28/08/13) y de peces de hidrógeno nadando en los mares de metano de Titán (31/01/05) y haz frente a la realidad.

Pues sí, hazte creacionista. ¿Por qué no? ¿Qué te detiene? ¿El miedo a las burlas de tus colegas? Esto, desde luego, sucederá, pero, ¿qué es más importante, la verdad o tus sentimientos? Y ahora, otra conferencia de tus viejos colegas donde comparten su ignorancia no conseguirá nada (como una anterior de la que informamos el 6 de mayo de 2008). Actúa de manera valiente, amigo. Haz lo correcto. No hay nada en ciencia ni en filosofía que exija a un científico que se rompa la cabeza contra el muro de un naturalismo estéril. Tú tienes un buen conocimiento de filosofía y de química orgánica, y sabes de qué va la cosa. Probablemente, además, ya tienes suficientemente capacidad económica para no depender de nadie. Además, los creacionistas no se están enfrentando a diario contra la realidad. ¿O quieres llegar al final de tu vida con un fracaso total en tus esfuerzos? Sal de esto. Harás muchos nuevos y mejores amigos en la luz, y ademáspodrás mantener tu racionalidad.

Destruyendo las pruebas sintéticas del Mundo del ARN

En junio de 2005, el biofísico David Deamer y colegas visitaron un estanque de agua calentado por actividad volcánica en la península rusa de Kamchatka. Los científicos creían que el agua era estéril y que el volcanismo había eliminado todas las señales de vida. «Darwin proponía que la vida había comenzado en “un pequeño estanque caliente” ... Estamos poniendo a prueba su teoría en un “pequeño charco caliente”», explicaba Deamer en una reunión de la Royal Society en Londres en Febrero de 2006. Este grupo vertió una «sopa primordial» de proteínas, ADN y membranas celulares en el estanque, y esperaron a ver qué iba a suceder.

«Cuando los científicos sacaron muestra del agua después de unas pocas horas, se quedaron sorprendidos al ver que la mayor parte del material añadido había desaparecido. Los análisis revelaron que los ingredientes desaparecidos se habían unido con la arcilla que revestía el pequeño estanque. Las moléculas “quedan bloqueadas, de modo que no pueden interactuar”, dice Deamer. Como resultado, sigue diciendo Deamer, los calientes estanques volcánicos pueden ser puntos inverosímiles para el primer ensamblaje de pequeños fragmentos de la vida.» (Fuente aquí)

David Deamer vierte una «sopa prebiótica» de sustancias químicas y bioquímicas en un estanque volcánico en Kamchatka, Rusia, para ensayar una hipótesis acerca del origen de la vida. (fotografía por Tony Hoffman, fuente aquí)

Con esta anécdota comienza Robert Shapiro su reseña del último libro de Deamer: First Life: Discovering the Connections between Stars, Cells, and How Life Began [La primera vida: Descubriendo la conexión entre las estrellas, las células, y el origen de la vida]. De hecho, Deamer también se refiere a esto en el libro, y lo describe como «una confrontación con la realidad». Esto le enseñó que los sistemas naturales son totalmente diferentes del laboratorio, y aunque se han publicado numerosos artículos de investigación sobre abiogénesis de laboratorio, los autores no han llegado a captar el principio de que «no podemos trasladar los resultados conseguidos en el laboratorio a los escenarios naturales».

«Debido a que podemos conseguir que ciertas reacciones funcionen en condiciones controladas de laboratorio, advierte él, no sigue que en la Tierra prebiótica acontecieran ningunas parecidas. Podríamos pasar por alto algo que se hace evidente cuando tratamos de reproducir las reacciones en un escenario natural. Esta sugestiva »observación explica por qué el campo del origen de la vida ha sido parco en progresos durante el último medio siglo, y en cambio la biología molecular ha prosperado».

El enfoque teórico dominante actual acerca de la abiogénesis es el que se conoce como el mundo del ARN. La idea básica es que en la era arqueana de la Tierra Primitiva apareció espontáneamente una hebra de ARN. Esta molécula de ARN tenía la capacidad de autorreplicación. Shapiro dice: «La ventaja de esta idea es que la formación de sólo un polímero sería todo lo necesario para conseguir el comienzo de la vida. La desventaja es que un suceso como este sería abrumadoramente improbable». Hay problemas químicos ya para conseguir la hebra de ARN, pero encima de esto están los problemas de conseguir la replicación. Esta es la razón de que algunos científicos han decido abandonar el paradigma del Mundo del ARN e intentan desarrollar una perspectiva bastante diferente.

«Por ejemplo, no se encuentran nucleótidos en la naturaleza aparte de en organismos o en síntesis de laboratorio. Para construir una hebra de ARN se necesitaría altas concentraciones de cuatro nucleótidos concretos en el mismo lugar, con exclusión de otros. Si este es un prerrequisito de la vida, entonces es un fenómeno fuera de lo corriente, excepcional en el universo. Como alternativa, otros científicos (entre los que me incluyo) han sugerido que la vida comenzó sin la presencia de polímeros; que, en lugar de ellos, la herencia biológica y la catálisis comenzaron con monómeros».

De modo que el libro de Deamer emprende labrar un nuevo surco. Él considera que la célula ha de venir primero, de modo que busca maneras para construir un compartimiento similar a una célula. No le gusta la sugerencia de que esto debió suceder en una fuente hidrotermal submarina, porque considera el agua marina como un estorbo, no un activo. Y él intenta, en el interior de esta estructura a modo de célula, formar un polímero autorreplicante.

«La tesis de Deamer diverge del concepto estándar del Mundo de ARN. Él se centra no en la generación de un polímero desnudo similar al ARN, sino en la formación de un compartimiento simple de tipo celular o vesícula. Las células modernas están circundadas por una membrana grasa compleja que impide pérdidas. Se ha conseguido producir vesículas con propiedades parecidas en el laboratorio usando ciertos ácidos grasos. Deamer mantiene que la formación espontánea de vesículas en las que se podría incorporar ARN, fue un paso crítico en el origen de la vida. Desafortunadamente, su teoría retiene la improbable generación de polímeros autorreplicantes como el ARN.»

Este último comentario de Shapiro desvela que no se siente muy atraído por la propuesta alternativa de Deamer. Pero también sabe que una reseña no es la mejor plataforma para promocionar su propia propuesta alternativa. De modo que la conclusión insiste en pedir más realismo acerca de los defectos del Mundo del ARN y menos pensamientos deductivos acerca de la naturelza de la geoquímica arqueana.

«No obstante, la percepción de Deamer desinfla las pruebas sintéticas expuestas en numerosos artículos que prestan apoyo al Mundo del ARN. Y él concluye First Life convocando a la construcción de nuevo conjunto de simuladores que se ajusten más estrechamente a las condiciones de la Tierra primitiva. Desafortunadamente, las sustancias químicas que él sugiere para su inclusión están tomadas de la biología moderna, no de la antigua geoquímica. Deberíamos dejar que la naturaleza nos informe, en lugar de imponer nuestras ideas sobre ella.»

Este es un buen consejo para todos los estudiosos de la historia de la tierra. Puede que haya un consenso acerca del Mundo del ARN, pero no es un consenso fundamentado sobre datos. Esta propuesta tiene el respaldo de pruebas sintéticas extraídas de experimentos irrealistas de laboratorio, lo que expone todas las señales de un dogmatismo que impone sus ideas sobre la naturaleza. En nuestro actual estado de comprensión de las cuestiones involucradas, es tan sólo realista reconocer la provisionalidad de todas las actuales teorías sobre la abiogénesis.

Naturalmente, los experimentos de laboratorio se realizan con materiales seleccionados, bajo condiciones extremas de regulación y control de su adición en las distintas fases diseñadas del proceso, y de las concentraciones, temperaturas, y presiones de cada una de dichas etapas, a fin de conseguir los fines propuestos. En suma, cada experimento de laboratorio es una exhibición de Diseño Inteligente.

Astrobiology: Life's beginnings [Astrobiología: El origen de la vida]
Robert Shapiro
Nature, 476, 30-31, (04 August 2011) | doi:10.1038/476030a

Resumen: Robert Shapiro sobre un recordatorio de que los experimentos de laboratorio no siempre pueden trasladarse a la naturaleza.

Reseña bibliográfica: First Life: Discovering the Connections between Stars, Cells, and How Life Began [La primera vida: Descubriendo la conexión entre las estrellas, las células, y el origen de la vida], David Deamer, University of California Press: 2011. 288 pp. ISBN: 9780520258327

Véase también:

Luskin, C. Presto! The Origin of Life in Four Surprisingly Easy Steps [¡Presto! El origen de la vida en cuatro pasos sorprendentemente fáciles], Evolution News & Views, 8 de agosto de 2011

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

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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?

El origen de la vida — la tesis de «el metabolismo fue primero» no funciona

Los evolucionistas creen que es necesario llevar los sistemas químicos al punto de la replicación antes que la evolución darwinista pueda emprender sus funciones para llevarlos a ser jirafas y águilas (con el paso de millones de años, claro). Pero debido a la dificultad de imaginar una formación al azar de los ácidos nucleicos (la teoría de que «la genética fue primero»), se ha popularizado en algunos ámbitos cambiar el planteamiento e imaginar que el metabolismo llegó a existir primero. Estos escenarios de «el metabolismo fue primero» imaginan ciclos autoperpetuantes de reacciones químicas como las primeras etapas en el origen de la vida. Un equipo de científicos acaba de demostrar que esto no puede funcionar.

Diagrama simplificado del catabolismo de proteínas, carbohidratos y lípidos. Estos sistemas celulares se forman y mantienen en base de la codificación genética. La perspectiva materialista de un origen al azar de unos sistemas que se necesitan mutuamente para poderse desarrollar y subsistir desemboca en una situación imposible.
Imagen: Rock 'n Roll

Tres científicos europeos que publicaron un artículo en PNAS intentaron examinar este concepto de forma abierta:¹

Una propiedad básica de la vida es su capacidad para experimentar evolución darwinista. El concepto de replicador está en el núcleo de las teorías de la primacía genética para el origen de la vida, lo que sugiere que unos oligonucleótidos autorreplicantes o sus antecesores similares pueden haber sido los primeros sistemas «vivos», y que pudieron haber llevado a la evolución de un mundo del ARN. Peroproblemas acerca de la síntesis no enzimática de biopolímeros y acerca del origen de la replicación de los patrones han estimulado el escenario alternativo de la primacía del metabolismo, donde se suponeque unas redes protometabólicas autorreproductoras y en evolución precedieron a los genes autorreplicantes. Un trabajo teórico reciente demuestra que los «genomas composicionales» (es decir, los cómputos de diferentes especies moleculares en un conjunto) pueden propagar información composicionaly pueden proporcionar un sistema sobre el que actúa la selección natural. Por tanto, si nos mantenemos en el concepto de un replicador como una entidad que transmite su estructura mayormente intacta en replicaciones sucesivas, dichos agregados macromoleculares podrían ser designados como «replicadores de conjuntos» (composomas) y muy diferentes de los más familiares genes y memes.

Como dicen estos autores, quizá se podría generalizar el concepto de replicador hasta un sistema o red de moléculas en lugar de precisar de un código genético. El problema es que se precisa de una replicación exacta, o el sistema se desmorona:

En intenso contraste con la dinámica de la replicación dependiente de patrones, nosotrosdemostramos aquí que la replicación de la información composicional es tan inexacta que no pueden mantenerse genomas composicionales más aptos mediante selección y que, por tanto, el sistema carece de capacidad evolutiva (es decir, no puede apartarse significativamente de la solución asintótica de estado estacionario ya incorporada en las ecuaciones dinámicas). Concluimos que esta limitación fundamental de replicadores de conjuntos llama a la cautela contra las teorías de la primacía del metabolismo para el origen de la vida, aunque antiguos sistemas metabólicos pudieran haber proporcionado un hábitat estable dentro del que posteriormente evolucionasen replicadores poliméricos.

En esta última frase intentan mostrar cortesía hacia los creyentes en la primacía del metabolismo, dándoles algún papel como teloneros en la función. Pero estos autores ya han dicho al principio que el escenario de la primacía genética está fraguado de problemas propios, y entre ellos «problemas acerca de la síntesis no enzimática de biopolímeros y acerca del origen de la replicación de los patrones». No pueden conseguir que las moléculas necesarias se formen espontáneamente, y luego hay el fatal problema del origen de un código genético que pueda copiarse a sí mismo. El primer párrafo en el artículo desarrolla este tema:

Ambas escuelas de pensamiento reconocen que un requisito crítico para los sistemas primitivos capaces de evolucionar (en el sentido darwinista) es el de resolver los problemas de almacenamiento de la información y de una transmisión fiable de la información. Pero el desacuerdo comienza acerca de cómo se almacenó por primera vez la información. Toda la vida presente está basada en información codificada digitalmente en encadenamientos de polinucleótidos, pero las dificultades con la aparición de oligonucleótidos novedosos y de la aparición de rutas claras a un mundo del ARN (pero véase ref. 6), donde las moléculas del ARN tuvieron la función doble de catalizadores y sistemas de almacenamiento de información, han proporcionado constante material para las objeciones al escenario de la primacía genética.

Pero, tras haber demostrado en su artículo la incapacidad de la narrativa basada en la primacía del metabolismo, esto es: «Nos sentimos obligados a abandonar la herencia composicional como trampolín hacia verdaderas unidades de evolución», no podían ofrecer esperanza alguna por otra parte de que el escenario de la primacía genética fuese más idóneo. Todo lo que pueden proponer es fe: «No sabemos cómo ha sucedido la transición ainformación codificada digitalmente en el mundo originalmente inanimado; es decir, no sabemos de dónde pudo haber surgido el mundo del ARN, pero hay fuertes razones para creer que sí existió». ¿Qué razones? Pues que el escenario de la primacía del metabolismo no puede funcionar: «Los sistemas exentos de patrones como los composomas sólo hubieran podido tener el papel limitado de acumular material prebiótico y aumentar la dispersión medioambiental». Es preciso un mecanismo de almacenamiento para la información genética, y esto demanda como mínimo la presencia de ARN. La herencia basada en almacenamiento, no una mera herencia basada en atractores, es el requisito mínimo para la evolución darwinista: «La esencia de los ácidos nucleicos desde el punto de vista de la herencia es exactamente que pueden almacenar una gran cantidad de información a niveles de energía/estabilidad aproximadamente iguales, exactamente la propiedad que se exige de un “almacenamiento”».

Más adelante en el artículo arrojan menosprecio sobre el hábito de aplicar términos darwinistas, como «valores selectivos», a moléculas prebióticas. Estos términos «carecen de significado» en un contexto químico, dicen. «No se puede dejar de resaltar cuán desafortunado es el uso de palabras con claras connotaciones darwinianas —como adaptación, paisaje adaptativo y coevolución— en un contexto de sistemas predarwinianos.»

1. Vasos, Szathmary and Santos, «Lack of evolvability in self-sustaining autocatalytic networks: A constraint on the metabolism-first path to the origin of life», Proceedings of the National Academy of Sciences Ee. UU., 4 enero 2010, doi: 10.1073/pnas.0912628107.

Esto se lo podríamos haber dicho. Están sencillamente reformulando con mayor rigor un principio de sentido común de que no se puede conseguir herencia sin un sistema preciso de almancenamiento y recuperación de la información. El umbral para evitar la catástrofe debida a errores es demasiado exigente. En todo caso, es bueno que desde su mismo campo lo hayan demostrado con eigenvalores y ecuaciones. Y es cosa buena que ellos mismos reprendan a sus cofrades por su falsa aplicación de términos darwinistas a sistemas químicos: «No se puede dejar de resaltar cuán desafortunado es el uso de palabras con claras connotaciones darwinianas —como adaptación, paisaje adaptativo y coevolución— en un contexto de sistemas predarwinianos».

Este artículo representa lo último en una serie de destructoras salvas en la batalla entre los dos planteamientos dentro de los estudios acerca del origen de la vida desde una perspectiva materialista (véase la importante entrada El último testamento de Leslie Orgel). Ambos lados se han refutado entre sí y ha bombardeado la fortaleza del otro hasta arrasarla. Descartemos su falsa premisa de que la vida se define por su capacidad de experimentar evolución darwinista; lo que realmente quieren decir con ello es que la carencia de una replicación genética precisa prohíbe la evolución darwinista. Pero la carencia de replicación genética precisa prohíbe la vida misma, de modo que pierden desde ambas perspectivas.

Observemos que este equipo ha refutado la hipótesis de la primacía del metabolismo pero que reconocía graves carencias en la hipótesis de la primacía de la genética. Entonces, ¿acaso abandonan sus falsos fundamentos y vienen a reconocer que la vida es producto de un plan deliberado, que manifiesta un diseño inteligente? No; lo que hacen es recurrir a lo que los materialistas querrían mantener que es contrario a la esencia de la ciencia: a la FE. Según ellos, hay buenas razones para CREER en el mundo del ARN, sencillamente porque su fe en la evolución darwinista como instrumento de una explicación materialista de la vida lo exige, y porque la alternativa, un diseño inteligente del soporte material de la vida, es tan horrible para sus tiernas sensibilidades que recurrirán a toda clase de milagros del azar —a cualquier cosa—, para evitar entrar por este camino.

¡Qué pena, entonces, que Stephen Meyer haya demostrado en Signature in the Cell que el escenario del Mundo del ARN, y todas las teorías naturalistas del origen de la información genética especificada, son irremediablemente inadecuadas. Los datos de la naturaleza han vuelto las tablas contra el naturalismo. No se puede llegar a donde estamos por tales medios. El origen de la vida exige el aporte de información procedente de una fuente inteligente y guiada por un propósito, y la ciencia lo demuestra. Siendo esto así, Darwin deviene superfluo para todo lo que venga después, excepto quizá para explicar cambios menores entre pinzones interfértiles.