Com va començar la vida en la Terra?

Este article forma part de la secció The Conversation Júnior, en la qual especialistes de les principals universitats i centres d'investigació contesten als dubtes de joves curiosos d'entre 12 i 16 anys. Podeu enviar les vostres preguntes a tcesjunior@theconversation.com

Pregunta de Nieves, de 14 anys. IES El Tauler. Còrdova

La realitat és que no ho sabem amb exactitud, encara que existixen diverses teories basades en el que hui coneixem. Això no quitació que, davant nous descobriments, estes hipòtesis es modifiquen en el futur.

Però abans de viatjar en el temps a eixe moment màgic i misteriós, ocorregut fa milers de milions d'anys, intentarem definir què és això que anomenem “vida”.

Què entenem per vida?

Podemos dir que els organismes vius naixen, creixen, es reproduïxen i moren. Han de complir tots els requisits? Si no et reproduïxes llavors no estàs viu? Un virus no pot créixer o reproduir-se de manera autònoma, ho considerem llavors un ésser viu?

Els biòlegs entenem que el principal objectiu d'un ens viu és perpetuar-se, i per a això ha d'intercanviar matèria i energia amb el mitjà que li envolta. Dit d'una altra forma, entraria en el club tot el que siga capaç d'utilitzar elements del seu entorn per a reproduir-se.

Si volem indagar més sobre el tema, el premi Nobel Paul Nurse va escriure un llibre titulat Què és la vida? on explica de manera amena i apassionada què significa estar viu.

De què estem compostos?

Altra característica comuna són els “materials” dels quals estem fets: les anomenades biomolècules (sucres, lípids, proteïnes i àcids nucleics). Normalment són complexes i formen una estructura organitzada.

Si ens fixem, la majoria només consten de quatre elements: carboni, hidrogen, oxigen i nitrogen, sent el carboni el pilar de la nostra estructura química. Estos compostos també formen part de la matèria inorgànica (no visca), encara que no en la mateixa proporció.

Es formen biomolècules fora dels éssers vius?

La resposta és sí: s'han trobat en molts ambients naturals. Encara que en la majoria dels casos, venen de la degradació d'éssers vius. El més interessant és que s'han detectat biomolècules en altres planetes del sistema solar, en meteorits o fins i tot en alguns volcans.

I com se sap que estes biomolècules no venen d'altres éssers vius? La resposta és un poc més complexa. Existixen molècules que estan compostes pels mateixos àtoms units pels mateixos enllaços, però no són exactament iguals. Es tracta d'imatges especulars, és a dir, que cadascuna seria com la imatge en un espill de l'altra. Les diferenciem perquè quan les il·luminem amb una llum polaritzada, unes desvien la llum a la dreta (D, dextrógira) i les altres a l'esquerra (L, levógira).

En les biomolècules això és particularment important perquè els enzims –les proteïnes que faciliten les reaccions químiques– són molt exquisides i normalment només admeten un dels dos tipus. Per exemple, els sucres del nostre cos són majoritàriament D i els aminoàcids –les “peces” que formen les proteïnes– són L.

Això no passa amb les biomolècules que no venen d'éssers vius, com les que han aparegut en altres planetes o en els meteorits, que són aproximadament mitat D i mitat L.

Com es van formar estructures organitzades?

Això és precisament el que no sabem, però podem especular, que és el que ens agrada als científics.

El primer que cal saber és que quan va sorgir la vida (fa uns 4 500 milions d'anys), la Terra no s'assemblava res a l'actual. Es tractava d'un planeta geològicament més actiu: la temperatura era molt més alta i l'escorça estava canviant bruscament, per la qual cosa hi havia molts terratrémols, volcans, etc.

L'atmosfera també era molt diferent i estava composta per nitrogen, diòxid de carboni, hidrogen i metà. Meteorits i cometes estaven xocant contínuament sobre la superfície.

Els científics han intentat recrear estes condicions en experiments de laboratori i han comprovat que es produïx la síntesi química de xicotets nucleòtids i altres molècules orgàniques xicotetes com a cianur d'hidrogen, formaldehid, aminoàcids o sucres.

A més, els experiments del bioquímic estatunidenc Sidney W. Fox van demostrar que si mesclem xicotetes proteïnes amb aigua es poden organitzar en gotes més grans que creixen i es poden trencar en gotes més xicotetes similars a l'original. A què ens recorda?

Podria la vida tindre un origen extraterrestre?

No podem assegurar que no. Igual que s'han detectat biomolècules en meteorits i cometes, podrien haver arribat bacteris o espores des de l'exterior de la Terra. El problema és que les condicions en l'espai exterior són molt dures, i la radiació ultraviolada i els raigs còsmics farien bastant difícil que sobrevisqueren durant el viatge. Però no és impossible.

En ciència, per regla general, l'explicació més simple sol ser la més probable. Això es coneix com la navalla d'Ockham. Per això, suposem que la vida es va formar ací, si bé encara ens queda molt per descobrir del procés.

De totes maneres, potser hauríem de centrar-nos hui dia a cuidar el nostre medi ambient i així evitar que la vida, igual que va començar en un moment determinat, puga desaparéixer en els pròxims anys.

El museu interactiu Parc de les Ciències d'Andalusia col·labora en la secció The Conversation Júnior.

Carmen María Michán Donya, Catedràtica de Bioquímica i Biologia Molecular, Universitat de Còrdova

Este article va ser publicat originalment en The Conversation.