Un estudio contradice la hipótesis de “Primero el metabolismo”

Genoma compuesto

¿Qué fue primero en el origen de la vida?

Una investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences refuta la teoría de que el origen de la vida se originó como un sistema de moléculas autocatalítico capaz de experimentar evolución darwiniana sin la necesidad de ARN o ADN y de su replicación. El estudio, en que ha participado Mauro Santos, investigador del Departamento de Genética y Microlobiología de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), ha demostrado, analizando lo que algunos investigadores han denominado “genomas compuestos”, que estas redes químicas no se pueden considerar unidades evolutivas, porque pierden propiedades esenciales para evolucionar cuando alcanzan una medida crítica y una mayor complejidad.

La Agencia del Espacio Americana (NASA) define la vida como un “sistema químico autosostenible capaz de evolución darwiniana”. Las teorías científicas sobre el origen de la vida giran alrededor de dos ideas principales: la que prima la genética -con la replicación de ADN o ARN como condición esencial para qué haya evolución darwiniana- y la que dice que primero fue el metabolismo.

Ambas situaciones han de haber empezado obviamente a partir de moléculas orgánicas simples formadas por procesos prebióticos, tal y como demostró el experimento de Miller y Urey (consiguieron crear moléculas orgánicas a partir de substancias inorgánicas).

El punto de desacuerdo entre las dos teorías es que la replicación de moléculas como el ARN o el ADN es un proceso demasiado complejo y requiere una conjunción correcta de los monómeros dentro de los polímeros para producir las cadenas de moléculas resultantes de la replicación.

No hay todavía una explicación química plausible sobre cómo pudieron ocurrir aquellos procesos y, además, los defensores de que primero se produjo el metabolismo argumentan que los caminos evolutivos requeridos deben haber necesitado un metabolismo primordial. Este metabolismo es imaginado como una red química que comporta un alto grado de catálisis mutua entre sus componentes para permitir eventualmente la adaptación y la evolución sin la replicación de moléculas.

En la primera mitad del siglo pasado, Alexander Oparin estableció la hipótesis de “Primero el metabolismo” para explicar el origen de la vida, reforzando el papel primario de la célula como pequeñas gotas de coacervado (precursoras evolutivas de las primeras células procariotas). Él no hizo referencia a las moléculas de ADN y ARN porque a la sazón no estaba clara la idea del papel fundamental que estas moléculas jugaban en los organismos vivos, pero asentó sólidamente la idea de una auto-replicación como una propiedad colectiva de conjuntos moleculares.

Más recientemente se ha demostrado que un conjunto de componentes químicos almacena información sobre su composición que puede ser duplicada y transmitida a sus descendientes, lo que ha llevado a denominarlos “genomas compuestos” o composomas. En otras palabras, la herencia no requiere información para ser almacenada en el ARN o en las moléculas de ADN. Estos “genomas compuestos” aparentemente cumplen las condiciones requeridas para ser considerados como unidades de evolución, lo que sugiere una vía desde las dinámicas pre-darwinianas hacia una mínima protocélula.

Los investigadores de este estudio han mostrado, sin embargo, que estos sistemas son incapaces de sufrir una evolución darwiniana. Por primera vez, han realizado un análisis riguroso sobre la supuesta evolución de estas redes moleculares, usando una combinación de simulaciones numéricas y analíticas y aproximaciones al análisis de redes. Su estudio muestra que las dinámicas de la población de los conjuntos moleculares que se dividen cuando llegan a una medida crítica no evolucionan porque en el proceso se pierden algunas propiedades que son esenciales para la evolución darwiniana.

Los científicos concluyen que esta limitación fundamental de los “genomas compuestos” induce a ser cautelosos respecto a las teorías que sitúan primero el metabolismo en el origen de la vida, a pesar de que los antiguos sistemas metabólicos podrían haber proporcionado un hábitat estable para la evolución posterior de polímeros primitivos como el ARN.

Se pueden considerar diferentes escenarios de la Tierra prebiótica, manifiestan, pero la propiedad básica de la vida como un sistema capaz de experimentar evolución darwiniana empezó cuando la información genética se consiguió almacenar y transmitir tal y como sucede en los polímeros de nucleótidos (ADN y ARN).


Referencia bibliográfica: Vasas, V., E. Szathmáry and M. Santos. “Lack of evolvability in self-sustaining autocatalytic networks constraints metabolism-first scenarios for the origin of life”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS). 4 de enero de 2010. Descargar

Fecha Original: 8 de enero de 2010
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Comments (11)

  1. No te acostarás sin saber una cosa más…
    Muy interesante, aunque (o gracias a que) nos deja con más dudas que las que teníamos antes de leerlo ;-)

  2. Jurl

    Se echa de menos una referencia a Graham Cairns-Smith y sus arcillas xD

    Fue (que yo sepa) el primero que dijo que el origen de la vida puede estar tan oculto ante nuestros ojos como las redes de andamios que levantaron las catedrales.

  3. [...] Un estudio contradice la hipótesis de “Primero el metabolismo” [...]

  4. Leviatán

    Respecto al concepto de vida: una cosa es que sea capaz de evolución darwiniana y otra cosa es que, efectivamente, lo haga. Puede haber vida sin evolución en millones de años.

  5. ama10-3

    Si no te he entendido mal, Leviatán, te refieres a que, independientemente de cual fuera el verdadero principio de la VIDA, lo esencial sería conocer el momento en el que empezó el proceso evolutivo según Darwin…
    De ser así estoy de acuerdo contigo.

  6. David G. Sellés

    En la luna, de Saturno, Titán, llueven hidrocarburos y hay mayores reservas de petroleo que las de la Tierra. Pero no hay dinosauros. Por consiguiente, sumando las Tm de petróleo extraidas y reservas existentes en nuestro planeta, es impensable que su origen sea fósil y es más lógico pensar que sucedió lo mismo que sucede en Titán ahora.
    Si los nanobios, con apenas 20-50 nanometros, al estar en un ambiente correcto con oxígeno y demás, se reproducen en Colonias como el coral; y estos se han encontrado a varios Km de profundidad, cuando se buscaba petróleo; y se han encontrado también en meteoritos; parece ser simplemente que vienen del espacio. Su incapacidad de almacenar la secuencia de ADN los obliga a compartir sumar los trocitos de ADN de cada nanobio para hacer un todo reproductible y por consiguiente, siendo mucho menores que una simple nanobacteria, son un principio de la vida.
    Es 3º Kelvin es una radiación micro ondas de 10^11 Hz que es la misma frecuencia en que vivran las células vivas.
    Y según Jorge Diderot Chelen Franulic demuestra con las leyes de Kepler, nuestro sistema solar está en una espiral.
    Por consiguiente, todos los planetas exteriores de nuestro sistema solar, estarán en un futuro donde estamos nosotros; y nosotros estaremos en el futuro donde están los planetas interiores.
    De esta forma, Todo parece estar en un orden matemático donde en función de lugar en que nos ubicamos recibimos unos Patrones de vida desde el Universo, más primitivos en principio, para ir complicandose despues.

    • Yovanny

      mmmm` no soy Ni Geòlogo, ni Astrònomo, ni Cientìfico ni nada de esto (Con el debido RESPETO QUE SE MERECEN) soy Diseñador Gràfico e Ilustrador, peeeero creo que te equivocas cuando dices “todos los planetas exteriores de nuestro sistema solar, estarán en un futuro donde estamos nosotros; y nosotros estaremos en el futuro donde están los planetas interiores.”

      Con el debido Respeto,……… he visto en History Channel, que las Galaxias se estàn Alejando desde el nacimiento del Universo, a millones y millones de Kilòmetros a una Gran Velocidad, ,, .. por ende, creo que ni la mìsma Vìa Làctea Ocuparà un mismo lugar dos veces, puesto que donde estubo, estubo y pasò y nos Fuìmos; aaaaa menos, que estemos llegando al final del universo cada semana, mes, año…, “Sin darnos cuenta” y estemos pasando Nuevamente por la misma ruta. PUES digo yò! No sè! no tengo idea si esto pase, pero hasta donde sè, nunca vamos a ocupar ni el mismo espacio que ocupamos en “el Espacio” ni el que hallan ocupado los otros Planetas, porque yà pasamos por ahi!

      De todas formas Disculpen si me equivoco!

      Saludos!

      Yovanny Torres

  7. Sagutxo

    David:

    Jorge Diderot Chelén, lo que se dice demostrar, no ha demostrado nada. Los estudios de este señor, que dice ser geólogo, lo mismo te hablan de la espiral, que de una inexistente cuarta ley de Kepler, como de la Atlántida o de la Divina Proporción (literal). Sobran los comentarios ante tan heterodoxa mezcla, muestra del rigor científico del autor. No tengo noticias de que este señor tenga publicado nada en Arxiv y haya sido revisado por pares.

    Dices:

    “Por consiguiente, todos los planetas exteriores de nuestro sistema solar, estarán en un futuro donde estamos nosotros; y nosotros estaremos en el futuro donde están los planetas interiores”.

    ¿En qué te basas para afirmar esto? Semejante cambalache ¿dónde, cómo cuándo y por qué va a suceder? ¿Estás seguro de saber cómo funciona la ley de gravitación universal?

    “En la luna de Saturno, Titán, llueven hidrocarburos y hay mayores reservas de petroleo…”

    ¿De dónde sacas que hay petróleo en Titán? Lo que hay en Titán es depósitos líquidos de hidrocarburos, como metano y etano. Pero no hay petróleo. Mira la página de la NASA y lo verás. Por tanto, sigue siendo válido el origen orgánico fósil para los depósitos de petróleo de la Tierra. No confundamos eso con el origen abiótico de otros hidrocarburos.

    Si eres seguidor del tal Chelén (supuesto geólogo) o eres el mismo Chelén, supongo que sabrás que, además del petróleo, existen muchas otras clases de hidrocarburos. Mi hijo de 12 años, que no es geólogo, lo sabe.

    SalU2

    • Enhorabuena por tu respuesta a David G. Sellés. Madre mía lo que hace una literatura “malinformativa”. Me sonaba todo muy pero que muy raro. Para terminar de remarcar cuando se habla de temperatura en la escala Kelvin no se habla de grados, sino de Kelvin directamente. Ya me informaré de esa temperatura a la que hace mención…raro raro. Saludos

  8. Estimado Sagutxo:

    Para mi gran sorpresa, hoy, me encontré con estos comentarios a los cuales considero que debo una explicación por vuestra distinguida audiencia. Si, soy Geólogo, titulado en la Escuela de Geología de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de de Chile, aunque lo pongas en duda. Antes de ello estuve en el Instituto Pedagógico de la U. de Chile estudiando Física, una carrera docente que no terminé y hasta vague en ella otro año estudiando ingeniería. Mis únicos trabajos publicados en congresos internacionales son de Geología y versan, la mayoría, sobre temas específicos mineros. En ellos tomé más de 40.000 datos de planos estructurales, medidos de uno por uno con una brújula Brunton, harto caras por lo demás. Un día, poniendo un poco de orden en mis papeles, acumulados en todos estos trabajos, me di cuenta que las Leyes de Kepler estaban grabadas en las fracturas de las rocas, como editadas en un libro con hojas pétreas. Ellas emergen del comportamiento estadístico de los planos estructurales indicados (Fallas, fracturas y estratificación) que sin lugar a dudas representan un universo estadístico bastante amplio y significativo. Cualquiera que hace estadística, en cualquier ciencia, quisiera tener un patrón de datos de esta magnitud… aunque puedes dudarlo si quieres.
    En nuestras rocas está escrita toda la historia de la Tierra, cosa que no te ha de ser extraña. Además de la del planeta como tal, también ellas registran la historia de la vida, de nuestras culturas y, como un botón de muestra… la del Universo. Los geólogos desenterramos fósiles de plantas y animales, los arqueólogos desentierran fósiles de ciudades enteras… y asi.

    Te adjunto un enlace donde puedes encontrar algunos de mis trabajos por si te interesa:

    http://www.scribd.com/group/72607-el-orden-an-rquico-del-caos

    No puedo dejar de reconocer que no sea cierto eso de vagar por tantos temas, pero, si haces investigación podrás darte cuenta que mientras se está estudiando algo, inesperadamente aparecen en tu horizonte una serie de sucesos curiosos que te llevan a otras partes que cuando uno se da cuenta, como un ATRACTOR, te atrapan y te desvían de tu camino como diciéndote… espera… aquí hay algo. Puedes detenerte un momento y preguntarte qué significa eso que estas viendo, o puedes ignorarlo, una cuestión que es muy recurrente en la extrema especialización del profesional. Un especialista especializado es un hombre cada día sabe más acerca de menos que en el límite llega al conocimiento infinito de un punto, objeto o suceso de dimensión cero, o todo hacerca de nada… y respeta escrupulosamente el método científico. En mi investigación, aunque te parezca una falta de respeto, no sigo el método científico, y, sin dejar de reconocer que es valedero y ha dado muchos frutos es muy limitante de la libertad de pensamiento. Como latino enamorado prefiero orientarme por el método de investigación que emerge de El Orden Anárquico del Caos donde la libertad de pensamiento es absoluta. Y por esto de repente te das cuenta, claro, siempre y cuando te detengas en el Atractor que se cruza en tu camino, que ahí hay algo que no estabas buscando, o el rectángulo aureo, o La Cuarta Ley de Kepler o los argumentos de la Densidad del Espacio o la Divina Proporción que viene desde antes de Leonardo da Vinci. Y también, claro está, que hay que conocerla antes para darte cuenta que está ahí. Quién no tenga conocimiento sobre algo nunca se dará cuenta que ello se atravesó 100 veces en su camino diciéndole… mírame, estoy aquí, frente a tus ojos, como muchas mujeres enamoradas que ignoramos 100 veces sin darnos cuenta. Y también es evidente que el geólogo tenía que conocer las Leyes de Kepler para darse cuenta que ellas estaban en las fracturas de las rocas que estaba estudiando. Podría haberlas omitido o ignorarlas y seguir con el método científico hasta llegar al meollo del objetivo primario de mi investigación… pero la seducción fue tal que no pude hacerlo como, cuando vaya con quien vaya, mis ojos se desvían de lo que estoy observando cuando unas hermosas piernas, bajo de unas pequeñas minifaldas se cruzan en mi camino.
    Te diré que soy el crítico más grande de mi propio trabajo y he tratado de encontrar inconsistencias en ello, pero, no las encuentro. Quizás tu puedas hacerlo.
    La Cuarta Ley de Kepler – que lleva este nombre en honor al propio Kepler aunque tiene, según algunos historiadores unas páginas oscuras en su vida en su relación con Tycho Brade y la forma en que adquirio los datos de este hombre que miró los cielos por años de donde Kepler interpretó sus tres leyes – indica que las tres leyes de Kepler se derivan del Gradiente del Espacio… otra irrespetuosidad para la ciencia clásica. Un Gradiente de Densidades en el Espacio que hace que todo se mueva NATURALMENTE en ESPIRAL donde no hace falta ni la Gravedad… basta esto para ser otra vez excomulgado.
    Bueno, espero que mis explicaciones te lleven a leer algunos de los documentos que hay en esa página web y en esta otra:

    http://sites.google.com/site/entendiendoakepler/home

    Aunque en ellas además de la geología, astronomía y otras ciencias te vas a encontrar con Afrodita y los Dioses Griegos.

    Afriodita dijo: Vivimos en un hoyo negro!!!, por eso es tan difícil encontrarlos.

    Si has puesto atención en algo de lo que has leído de lo que he escrito, podrás darte cuenta que TODOS los datos de los planetas en la Órbita en Espiral son consistentes con lo que conocemos y, además, La Cuarta Ley de Kepler es la única que permite CALCULAR la VELOCIDAD de ROTACIÓN dando como resultado la rotación que todos los planetas de nuestro Sistema Solar nos muestran…. exactamente. Y no solo esto, los valores que nuestras Constantes Universales lucen están ahí, comprometidas con nuestro Tiempo Orbital, 365,256 días.

    Échale una mirada a “El Enigma de la Constante de Estructura Fina”, que, para darse cuenta que ella está comprometida con la raíz cúbica de un “arco día” de nuestro perímetro orbital, primero hay que conocerla, si no, por más que ella se muestre más de 100 veces ante lo ojos de quien investigue, lo que sea, jamás se dará cuenta de su presencia… como eso que a muchas mujeres les pasa.

    Afrodita dijo: Cuando dejes de mirarme podrás verme.

    Saludos.

    Jorge Diderot Chelén Franulic.
    Geólogo.
    Registro Número 250.
    Colegio de Geólogos de Chile.

    • En mi investigación, aunque te parezca una falta de respeto, no sigo el método científico, y, sin dejar de reconocer que es valedero y ha dado muchos frutos es muy limitante de la libertad de pensamiento.

      Es verdad, te impide poder pensar en un montón de estupideces. Bendita limitación.

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