Biotecnología e ingeniería genética

Hoy he decidido hablar de la biotecnología que en los últimos años se está desarrollando mucho y  va a estar muy presente en un futuro no muy lejano. Hoy en día estamos muy familiarizados con parte de la biotecnología, sobre todo con los alimentos transgénicos, que cada vez se están utilizando más y en la actualidad es tema de debate ¿los alimentos transgénicos son buenos o malos? Sin lugar a dudas este debate puede durar horas, días e incluso semanas y sería muy difícil llegar a una conclusión, pero a mi parecer esta ciencia se debe desarrollar y potenciar porque ¿acaso no resultaría impresionante que los medicamentos ya no circulen por todo tu cuerpo sino que vayan directamente al lugar deseado a modo de taxi? Bueno comencemos por el principio, antes de meternos en estas aplicaciones que nos dejarían atónitos.

Microinyección

 Desde que el trabajo de Mendel fue redescubierto en el siglo XX, los genetistas han logrado avances sorprendentes que nos han conducido hasta la presente era de la tecnología del ADN recombinante. La biotecnología es el conjunto de técnicas mediante las cuales se obtienen productos útiles para las personas a partir de seres vivos, sus partes o productos. Desde hace muchísimos años la biotecnología ya se utilizaba, cuando se seleccionaban algunas plantas para su cultivo o animales para domesticarlos. Otros procesos muy antiguos son la obtención de alimentos como la cerveza, el vino o el queso.

La ingeniería genética es un nuevo campo de la Biología aplicada, nacido de la manipulación del DNA, que tiene como objetivo alterar el genoma de un ser vivo. Estos cambios consisten básicamente en:

-          Introducir nuevos genes en un genoma

-          Eliminar algunos genes existentes en un genoma

-          Modificar la información contenida en un gen determinado

-          Clonar seres vivos o alguno de sus órganos o tejidos

-          Cambiar las pautas de expresión génica.

Como sabemos la clonación es el proceso de producción de copias de ADN, células u organismos genéticamente idénticos mediantes una serie de procesos asexuales.  La clonación del ADN puede practicarse para producir muchas copias idénticas del mismo gen. Los científicos cuando clonan ADN puede ser por diversas razones: determinar las diferencias entre una secuencia de bases normal y otra mutada o modificar organismos de forma benéfica (a estos organismos de les denomina organismos transgénicos). La tecnología del ADN recombinante y la reacción en cadena de la polimerasa son dos procedimientos que los organismos pueden utilizar para clonar el ADN.

       
        >Tecnología del ADN recombinante

Un ADN recombinante es un ADN obtenido en el laboratorio que incluye fragmentos de diferente procedencia (como una célula humana y una bacteriana). Para obtener el DNA recombinante lo primero que hay que hacer es obtener el fragmento del gen que deseamos, es decir tenemos que cortarlo. Las endonucleasas o enzimas de restricción son unas enzimas que cortan el ADN por unos puntos determinados, siempre son los mismos. Para introducir el gen en la célula lo tenemos que unir previamente a  un vector que es un ADN con capacidad de autorreplicación que tiene un ori en el cual se introduce el fragmento de DNA deseado (los vectores más utilizados son los plásmidos y los virus bacteriófagos). Se realiza un corte en el vector con la misma enzima de restricción empleada para aislar nuestro fragmento de interés y se une al vector mediante la ADN ligasa, que es una enzima que sella nuestro trozo de ADN al vector (podemos imaginar que la enzima de restricción es la tijera y la ADN ligasa es el pegamento que lo une).

Posteriormente nuestro vector se replicará continuamente y con este también el fragmento de ADN que nosotros hemos introducido obteniéndolo en cantidades elevadas.

          >  Reacción en cadena de la polimerasa

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) fue desarrollada por Kary Mullis en 1985 y permite conseguir una gran cantidad de ADN a partir de cantidades minúsculas. El procedimiento es el siguiente: la ADN polimerasa se extiende por la hebra molde, se aplica calor para que se desnaturalice el trozo de DNA permitiendo que el cebador se una (ya que la ADN polimerasa no puede actuar de novo). Una vez que ya está unido el cebado la ADN polimerasa continúa la cadena obteniendo copias. El proceso se repite continuamente, pero ahora las copias que hemos obtenido también realizan el mismo proceso y así sucesivamente.

En esta imagen se ve como actúa la PCR, en el primer ciclo estarían los pasos de desnaturalización, hibridación y continuación por la ADN polimerasa. En los ciclos dos y tres seria la repetición del primer ciclo pero esta vez también de las nuevas copias que se an obtenido en el anterior.

Aplicaciones de la ingeniería genética

En la agricultura se lleva a cabo la ingeniera genética para obtener beneficios como:

-          Obtener plantas resistentes a herbicidas, insectos y cambios ambientales

-          Modificar características de las plantas

-          Mejorar lasa características nutritivas del producto

-          Se le puede insertar, por ejemplo, una proteína y luego se ingiere directamente

Maíz transgénico

Algunos de transgénicos que se utilizan en la actualidad puede ser el maíz Bt, que incorpora un gen que le hace producir un insecticida, o el tomate de maduración tardía que madura más lentamente de modo que no es preciso recogerlo verde.

La normativa de la UE y la legislación española establecen que los productos que sean modificados genéticamente deben de tener una etiqueta que ponga: “producto modificado genéticamente (OMG)”. Pero esto no es obligatorio para los productos derivados de los mismos. También establece que todos los cultivos transgénicos han de ser autorizados, que los agricultores no pueden guardar semillas de un año para otro y que hay que dejar 200 metros de separación entre estos y los cultivos. 

Etiquetas que presentan los alimentos para saber si están o no modificados geneticamente.

Respecto a la ganadería todavía no se ha probado el empleo de animales transgénicos para el consumo humano. El objetivo sería mejorar la productividad y la calidad nutricional. Otro objetivo es, por ejemplo, que las vacas produzcan leche con ciertas proteínas de interés.

Insulina obtenida por biotecnología

 Mediante técnicas de ingeniería genética se ha conseguido insertar en bacterias los genes que codifican proteínas (como la insulina o la hormona del crecimiento), que posteriormente se inyecta a los pacientes. Este avance es importante porque, por ejemplo, antiguamente la hormona del crecimiento se obtenía de los cadáveres y las cantidades no eran suficientes.

Como sabemos las vacunas se inyectan para que el sistema inmunológico actúe contra el agente patógeno que está debilitado, de forma que si posteriormente este agente llega al cuerpo nuestro sistema inmunológico tarda menos en reaccionar como resultado de la memoria inmunológica. Pues gracias a la ingeniería genética se pueden insertar genes del agente patógeno contra el cual se quiere obtener la vacuna en una célula y se recogen las proteínas que se sintetiza.  De tal forma que no es necesario que la vacuna tenga el agente patógeno debilitado sino las proteínas, que actuarían como antígenos y desencadenarían la respuesta inmunológica consiguiendo la inmunización.

La terapia genética consiste en la inserción de material genético en las células humanas para iniciar el tratamiento de un desorden. Esta terapia se ha utilizado para curar errores congénitos del metabolismo y para tratar desórdenes más generalizados como enfermedades cardiovasculares y cáncer. Se puede aplicar siguiendo dos estrategias:

       > Insertar una copia sana de un gen en las células del paciente para compensarlo con el defectuoso

       > Introducir un gen especialmente diseñado para suministrar una nueva propiedad a las células. Por ejemplo introducir en linfocitos un gen que produzca un inhibidor de la replicación del sida.

Solo se realiza en células somáticas, es decir, que no están implicadas en el proceso de reproducción) y se utilizan tres técnicas:

-          Terapia ex vivo: se extrae células defectuosas y se le introduce, mediante vectores adecuados, copias normales de dichos genes. Se ha aplicado en niños que padecen SCID (inmunodeficiencia severa combinada), los cuales carecen de la enzima ADA encargada de la maduración de células T y B. Para llevar a cabo la terapia genética las células madres se extraen de la médula ósea y se infecta con un retrovirus ARN que porta un gen normal para la enzima. Después las células regresan al paciente.

-          Terapia in situ: se introducen portadores o vectores de los genes correctores directamente en los tejidos donde está localizado.

-        Terapia in vivo: pretende  inyectar en la sangre vectores a modo de taxi que contienen los genes deseados e interaccionan solo con las células diana del cuerpo. Pero esta técnica aún no está desarrollada, es con vistas al futuro. La terapia genética se utiliza cada vez más como parte del tratamiento contra el cáncer. Los genes son empleados para que las células sanas sean más tolerantes a la quimioterapia y las cancerígenas se vuelvas más vulnerables. El gen p53 produce la apoptosis (muerte programada de la célula) y hay mucho interés en introducirlo en las células cancerosas para propiciar su destrucción.

Esquema de los procesos de in vivo y ex vivo

Cariotipo humano

También me gustaría mencionar algo sobre el Proyecto Genoma Humano, ya que alguna de las aplicaciones que puede tener son muy interesantes.

El Proyecto Genoma Humano se planteó para identificar todos los genes de la célula humana, localizar su posición exacta de cada uno de ellos, determinar su secuenciación de nucleótidos y determinar la expresión de cada uno de ellos, pero su objetivo principal era asociar rasgos humanos específicos y enfermedades hereditarias con genes concretos.

El conocimiento del genoma humano favorece el tratamiento y la prevención de enfermedades de origen genético. Se podría conocer si una persona es portadora de una enfermedad genética que no se manifiesta en los primero años y se podrá cuantificar la probabilidad de que se manifieste. Ejemplos de estas enfermedades serían la diabetes y el cáncer. De forma que se podría comenzar a poner remedio a la enfermedad antes de que se manifieste.

También se puede aplicar en las industrias farmacéuticas, la farmacogenómica. Esta tiene el objetivo de elaborar fármacos a partir de la información del genoma. Básicamente se basa en dos estrategias:

      > Encontrar las proteínas que se encuentra en el organismo, tantos las perjudiciales como las beneficiosas. Las proteínas beneficiosas pueden ser utilizadas como fármacos en aquellos individuos que presentan alguna alteración génica y con las perjudiciales se fabrican moléculas que inhiban su acción.

        > Se estudia el comportamiento de un fármaco sobre una población enferma para identificar a cuales beneficia y a cuales no. Estudiando las diferencias genéticas entre los beneficiados y los que no se puede elaborar nuevo fármacos a la carta que sean eficaces a la segunda población.

 

Para finalizar esta entrada, voy a hacer referencia a al comité de la bioética cuyo objetivo principal es evitar aquellos aspectos del progreso tecnológico que pudieran atentar contra la dignidad humana y promover que la ciencia no sea identificada como actividad sospechosa. Por ellos trata de proporcionar un marco ético al que atenerse en el desarrollo de las diversas investigaciones y aplicaciones biotecnológicas.

Resumiendo, la biotecnología es una parte de la Biología que todavía está sin desarrollar y puede tener unas aplicaciones sorprendentes contra enfermedades por las que actualmente muchas personas sufren o mueren. Simplemente espero que se siga dedicando dinero a la ciencia, a la investigación y que todos estos planes de futuro, que ahora simplemente parecen ideas lejanas, en poco tiempo se puedan llevar a la práctica dentro de un hospital.

 

 

   La evolución

Una vez que ya sabemos cómo se pudo originar la vida, nos queda otro enigma por resolver: ¿cómo es posible que en la actualidad haya distintas especies y variedad entre estas? A lo largo de la historia este tema no fue fácil de resolver, sobre todo porque tenemos que tener en cuenta en que las mentalidades eran muy diferentes más que nada porque estaban muy condicionadas por la religión. Por eso vamos a hacer un breve resumen de como hemos llegado hasta la teoría de la evolución.

Canis lupus

Al igual que ocurrió con la respuesta al origen de la vida, hasta llegar a las teorías evolucionistas se fueron dando varios pasos. Las primeras teorías que hubo eran las llamadas teorías fijistas o creacionistas, que se basaban en la creencia de que todos los seres vivos eran creados por Dios y permanecen fijos e inmutables desde el momento de la creación. Entre los científicos que defendían esta teoría encontramos a  Karl Linneo (1707-1778), quién desarrolló el sistema binomial de nomenclatura y un sistema de clasificación para los seres vivos. Para Linneo, como ocurría con otros taxonomistas, cada especie tenía una estructura y función “ideales” y también ocupaban un lugar concreto dentro de la scala naturae, una escalera secuencial de formas de vida. Los organismos más simples se encontraban en la parte inferior y los más complejos en la superior, el ser humano se encontraba en la parte más alta. Estas ideas se remontan a los trabajos realizados por los filósofos griegos como Platón (427-347 a.C.) y Aristóteles (384-322 a.C.)

 

Georges Cuvier

Georges Cuvier (1782-1832), un zoólogo muy distinguido, fue el primero en utilizar una anatomía comparativa para la clasificación de los animales y también fundó la ciencia de la paleontología. Cuvier era defensor de la teoría fijista y se enfrentaba a ciertos problemas cuando observaba en alguna región una sucesión de formas de vida en los diferentes estratos de la corteza terrestre. Entonces Cuvier propuso la hipótesis de que cada nueva forma de vida aparecía como motivo de una serie de catástrofes locales o regionales que posteriormente eran  repobladas por especies cercanas a la zona.  Algunos de los seguidores de Cuvier llegaron a sugerir que habían existido catástrofes mundiales y que después de estas Dios creaba nuevos grupos de especies.

Por lo tanto según la teoría catastrofista  a lo largo de la historia de la Tierra se han produjeron grandes catástrofes que habían provocado la extinción de muchas especies, de las cuales solo quedaban sus restos fósiles. Las que habían sobrevivido permanecían igual que en el momento de su creación.

Lamarck

 El primer biólogo en creer en la existencia de la evolución y en relacionar la biodiversidad con la adaptación al ambiente fue Jena-Baptiste de Lamarck (1744-1829). Quizá Lamarck no hubiera llegado a esta conclusión, como le pasó a Cuvier, de no haber sido porque él estudió unos fósiles de moluscos a diferencia de Cuvier que eran de vertebrados. Una vez que Lamarck terminó su estudio llegó a la conclusión de que los organismos más complejos descendían de los menos complejos. En esto sí que acertó pero Lamarck se equivocó al afirmar que esa complejidad cada vez mayor era resultado de una fuerza natural.

Para explicar el proceso de adaptación Lamarck recurrió a la idea de la herencia de características adquiridas, según la cual el ambiente podía originar cambios hereditarios. Uno de los ejemplos que dio, el cual le hizo famoso, es el de las jirafas, pues según Lamarck el cuello largo de las jirafas se desarrolla con el tiempo, ya que lo estiraban para alcanzar el alimento en lo alto de los árboles y después transmitían esta característica a su descendencia. Esta hipótesis nunca fue probada experimentalmente y hoy en día sabemos que esto no ocurre así, pues porque unos de nuestros padres a lo largo de su vida realicen mucho ejercicio y desarrolle una fuerza mayor, no significa que nosotros tengamos que poseer esa fuerza. Pero entonces ¿cómo se han producido estos cambios?

Desarrollo del cuello de las jirafas

Charles Darwin

Charles Darwin (1809-1882), apasionado de las ciencias naturales, se embarcó en un viaje a bordo de un navío de la marina británica, HMS Beagle, y su misión era ampliar el conocimiento de los recursos naturales en tierras lejanas. El capitán del Beagle tenía la esperanza de que Darwin encontrara evidencias que respaldaran la creación según la biblia. Sin embargo Darwin reunió observaciones que permitieron cambiar la forma de pensamiento, cambiando la historia de la biología para siempre.

El viaje duraría cinco años y la embarcación atravesaría el Hemisferio sur del planeta, donde la vida es más abundante y variada. Darwin durante el viaje comenzó a recoger fósiles, a pesar de que no era su objetivo. Aceptó que la Tierra era muy antigua  y comenzó a pensar que había pasado tiempo suficiente para que la descendencia mostrara modificaciones. Por lo tanto, los seres vivos presentes podían descender de formas extintas por el estudio de los fósiles. Todo indicaba que las especies no permanecían fijas en el tiempo sino que cambiaban.

En el viaje Darwin no puedo evitar el comparar las especies de aquellas tierras con las que ya conocía. Por ejemplo encontró liebres en Patagonia que tenían las patas y las orejas más largas pero con la cara similar a los conejitos de Indias. ¿Acaso la liebre de Patagonia era similar al conejo porque viven en un ambiente similar? Los dos animales se alimentan de los mismo y tienen una estructura similar ¿se debe esto a que tenían un antepasado común? También estudió las tortugas de las Islas Galápago y observó que algunas tortugas tenían el cuello más largo y se preguntó si esto podía tener alguna relación con la vegetación de la zona. Las tortugas que tenían el cuello más largo habitaban en zonas cuya vegetación era más escasa y seca, por lo que el cuello alto facilitaba alcanzar los cactos. Mientras que en las regiones más húmedas, con vegetación más abundante al ras de suelo las tortugas presentaban un cuello más corto.

 Tortuga de cuello largo con una vegetación más escasa y seca.










 Tortuga de cuello corto, con una vegetación más húmeda y abundante

Darwin casi se pasa por alto el estudio de los pinzones y es algo clave en su teoría. Se fijó en que los pinzones de las Islas Galápago eran muy similares a los continentales, pero que tenían diferentes picos, en función del tipo de alimentación que tenían. Entonces Darwin se planteó la hipótesis de que todas las variedades de pinzones que él había visto podían descender de un tipo de pinzón continental, es decir, que todos los pinzones tenían un ancestro común.

Varierdad de los pinzones

Cuando Darwin regresó de su viaje reflexionó en su estudio y llegó a la conclusión de que las adaptaciones se desarrollaban con el paso del tiempo y empezó a buscar un mecanismo que esto lo hiciera posible. A final es de 1850 propuso como mecanismo la selección natural. Los puntos básicos de la teoría de Darwin son:

-          Los individuos de una población presentan pequeñas diferencias entre ellos, variabilidad.

-          Estas diferencias posibilitan que cada individuo tenga una determinada capacidad para adaptarse al medio ambiente y poder transmitir sus características a la descendencia.

-          En una población se producen más individuos por generación de los que el ambiente puede sostener, por lo que los individuos tienen que “luchar por la supervivencia”.

-          Los individuos con características más ventajosas, “los más aptos”, tendrán más posibilidades de transmitir a su descendencia las características que le han hecho sobrevivir y reproducirse. Los rasgos se volverán más comunes en la población y esta evolucionará. De la misma forma que la naturaleza selecciona a las especies que están mejor adaptadas, eliminará a las que están peor adaptadas.

-          El cambio ocurre de forma lenta y continua

La publicación  de El origen de las especies por Darwin, trajo consigo varias consecuencias. Como era evidente la Iglesia no compartía esta teoría, ya que iba en contra de lo divino, y el ámbito científico no lo acepto desde el primer momento. Además se acusó a Darwin de sugerir que el hombre venía de los primates y esto hizo que su teoría tardara más en aceptarse. En estos momentos Mendel (padre de la genética moderna) ya había publicado sus estudios pero tardaron en darse a conocer en la comunidad científica. De no haber sido así, es decir, que las publicaciones de Mendel se hubieran conocido antes en toda la comunidad científica, Darwin no hubiese tenido tantos problemas con su teoría ya que esta parte era una laguna en su teoría de la evolución.

La selección natural se basa en cambios originados de una forma genética y no como una anticipación a necesidades futuras. La extinción puede ocurrir cuando las adaptaciones previas dejan de ser adecuadas para un ambiente modificado.

  Caricatura de Darwin en la revista Hornet. Darwin es representado con características similares a la del primate como consecuencia de su supuesta observación de la evolución del simio al hombre actual.

El neodarwinismo o la teoría sintética de la evolución tiene su origen entre los años 1920 y 1950 como consecuencia de unir la evolución de Darwin, la teoría de los caracteres hereditarios de Mendel y los avances actuales en el campo de la genética y la biología molecular. Estos últimos explican los mecanismos de las mutaciones como causa del aumento de la variabilidad. La variabilidad genética de la población puede ocurrir por mutaciones que afectan al material genético y cuando durante la fecundación se une al azar un solo gameto de origen materno y otro paterno entre los miles o millones disponibles.

Los organismos que porten genes con características favorables en un determinado ambiente podrán reproducirse y transmitir sus genes, que irán apareciendo con más frecuencia dentro de la población en las siguientes generaciones.

Del estudio de los fósiles que se tiene hasta el momento derivan dos formas de entender la evolución, ya que faltan muchas formas de vida que debieron existir y no han aparecido. Por eso unos científicos defienden el gradualismo que propone que la evolución es lenta y se produce a ritmo constante. Otros están a favor del saltacionismo, según el cual la evolución se produce “a saltos”, es decir, en periodos cortos a partir de pequeñas poblaciones aisladas y en momento de crisis.

                         

De una forma breve, aquí os dejo las pruebas que hay a favor de la evolución de las especies.

· Pruebas paleontológicas:

Están basadas en el estudio comparativo de los fósiles. Según la edad del estrato donde se encuentra podemos saber de qué época son. En ocasiones los fósiles de una especie nos permite ver su evolución en el tiempo.

En el caso del caballo se ha podido seguir el proceso de evolución mediante los fósiles. Como se ve en la imagen en sus principios era del tamaño de un zorro que tenía cuatro dedos en las patas delanteras. Los cambios han tendido a aumentar el tamaño general del animal y a reducir el número de dedos hasta el tamaño actual.

· Pruebas anatómicas:

 Se basa en el estudio de la forma y de la función de los órganos tanto en seres vivos como en fósiles.

-          Órganos homólogos: tienen la misma estructura interna pero su función es diferente. Lo que nos indica es que tienen un antepasado común pero que se han diferenciado al adaptarse a diferentes ambientes.

-          Órganos análogos: presentan una forma semejante por realizar la misma función pero una estructura interna muy diferente lo que nos indica un origen diverso.

-          Órganos vestigiales: son aquellos órganos que se han ido atrofiando y que no realizan ninguna función en la actualidad. Esto significa que tienen un parentesco evolutivo con aquellos que en la actualidad si que presentan esos órganos funcionales, pero que han ido evolucionando en distintas formas de vida.

· Pruebas embriológicas:

Estas pruebas consisten en estudiar el desarrollo de los distintos embriones y compararlo. Los embriones en las primeras etapas del desarrollo son muy parecidos, pero a medida que van creciendo las diferencias se van acentuando.

Proceso de maduración de diversos embriones de vertebrados

· Pruebas bioquímicas:

En este caso se estudian las secuencias de aminoácidos de las proteínas o las secuencias de las bases nitrogenadas dentro del DNA de diferentes especies. El grado de coincidencia entre en DNA y la proteína de distintas especies nos van a dar el grado de similitud que determina el parentesco evolutivo de las mismas. A mayor coincidencia más proximidad evolutiva.

En definitiva la evolución es el principio unificador de las ciencias biológicas, pues explica tanto la unidad como la biodiversidad de la vida en la Tierra además de mostrar como los seres vivos comparten características comunes, porque provienen de un ancestro común. La evolución explica la evolución de las especies a formas de vidas específicas.

Finalmente, me gustaría resaltar el hecho de que en la actualidad no todo el mundo está a favor de la teoría de la evolución, que hay países que no la explican en la educación de una forma abierta.

  

 CÓMO SURGIÓ LA   VIDA??

Nuestro planeta Tierra tiene 4600 (m.a) por lo que es evidente que antes no existía y la vida en él tampoco, entonces, ¿cómo empezó todo?¿De dónde procedían los primeros seres vivos? A continuación voy a ir haciendo un pequeño resumen de cómo fueron variando las ideas y las teorías que hacen referencia a esto.

La palabra vida, se pude definir desde varios puntos de vista, pero las más utiliza es desde un punto de vista biológico. Por lo tanto, la palabra vida (del latín vita) distingue a los reinos animal, vegetal, hongo, protistas, arqueas y bacterias del resto de las manifestaciones que hay en la Tierra. Además, un ser vivo tiene la capacidad de crecer, reproducirse, morir y a lo largo de las generaciones evolucionar.

En un principio la teoría que se aceptaba era la del creacionismo, según esta el universo la tierra y la vida se habían creado a la vez por un ser inteligente. Dentro de esta teoría hay diferentes visiones: la religiosa (basada en la Biblia y en el Qu-ran) y el diseño inteligente (no tiene nada que ver con la religión, simplemente postula que el universo presenta evidencias de que fue creado inteligentemente).

A pesar de hoy en día sabemos que todo ser vivo proviene de otro preexistente, hace muchos años se decía que la carne criaba gusanos, el trigo ratones y al suciedad cucarachas. Estas ideas se conocen como la generación espontánea. En 1668 Francisco Redi realizó un experimento (fig.1) en el que demostró que no existía generación espontánea en los organismos superiores. Sin embargo la idea de que los microorganismos sí se generaban espontaneamente se mantuvo aún 200 años, hasta que Louis Pasteur diseñó un experimento (fig.2) cuyo resultado concluía que los microorganismos tampoco se generaban espontáneamente sino que estaban presentes en el aire y son los encargados de descomponer, en este caso, el caldo nutritivo.

 
                                                               Experimento de Redi

(fig.1) El experimento consiste en dejar un trozo de carne en un bote que no está tapado y tenemos otro que esta tapado pero permite el paso del aire,es decir, con poros. Después de unos días se observa que aparecen larvas en aquel bote al que las moscas han podio entrar, pero en ambos la carne se pudre.

                                          

                                                           Experimento de Louis Pasteur

(fig.2) En este experiemnto se observa como solamente se contamina el caldo de microbios en aquel que lo tenemos inclinado, es decir, que puede entrar el aire y por lo tanto los microbios que contiene. En el otro caso se observa que se quedan acumuladon en la curva del frasco.

Otra de las hipótesis es la de la panspermia que se debe al químico Svante August Arrehenius, según el cual la vida en la Tierra se podría haber originado con el aporte de materia orgánica creada en el universo. Algunos defensores de esta teoría como Hoyle proponen que no solo las moléculas orgánicas sino que también los microorganismos han podido viajar en las colas de los cometas, atravesar la atmósfera y dar origen a la vida e incluso algunas epidemias actuales. Muchos científicos se oponen a esta hipótesis por varias razones:

-          No explican el origen de la vida, porque ¿cómo se han creado esas      moléculas orgánicas o microorganismos? Simplemente se traslada el problema de lugar.

-          No se puede demostrar experimentalmente.

-          Los microorganismos o moléculas orgánicas deberían haber superado unas condiciones extremas desde su planeta hasta nuestra superficie terrestre.

En la década de 1920 el bioquímico Eleksandr Ivanovich Oparin publicó una obra, El origen de la vida, en la cual exponía su teoría.  Al parecer, la atmósfera no ha sido siempre como la actual, hace unos 3.500 m.a estaba compuesta por vapor de agua, N2, CO2, CH4, NH3, H2S y CO y la temperatura era muy elevada, de ahí que el agua estuviera en estado gaseoso. Entonces Oparin sugirió que las moléculas orgánicas podrían haber surgido de los gases atmosféricos primitivos en presencia de poderosas fuentes de energía. La energía de aquella época era debida al calor de  los volcanes y meteoritos, la radioactividad de los isótopos, las descargas eléctricas de los rayos y el Sol. La idea de Oparin se denomina síntesis abiótica. Una vez que la temperatura terrestre comenzó a disminuir hizo que el vapor de agua se condensara y con la lluvia caerían esas moléculas orgánicas hasta los océanos, que se estaban formando, donde se acumularían en largos periodos de tiempo formando un “caldo primordial”. En este las moléculas empezarían a reaccionar entre sí dando lugar a macromoléculas, las cuales se asociarían para formar agregados moleculares. Estos fueron denominados por Oparin coacervados y puede que fueran los que posteriormente evolucionaron hacia la estructura celular.

En 1923, Stanley Miller y Harold Urey trataron de sustentar la hipótesis de Oparin reproduciendo las condiciones atmosféricas primitivas. Después del experimento observaron que se había obtenido una variedad de aminoácidos y ácidos orgánicos. Otros científicos obtuvieron resultados similares variando las concentraciones de los gases.

 Por lo tanto estos experimentos sustentas la hipótesis de que los primeros gases atmosféricos de la Tierra pudieron reacciones entre sí para dar lugar a pequeños compuestos orgánicos.

Tras la formación de los coacervados es necesario que les siguieran una serie de acontecimientos que dieran lugar a los seres vivos más complejos. Primero sería la aparición de una membrana que aislara en el interior los agregados moleculares. Alguna de estas moléculas, similar al ácido ribonucleico (ARN) tendría la capacidad de hacer copias de sí misma lo que daría lugar a un genoma. Pero llegaría un momento en el que nos encontramos con la primera crisis biológica, pues si todos los seres vivos que había hasta el momento eran heterótrofos la comida empezaría a escasear. Entonces algunos organismos adquirirían la capacidad de realizar una fotosíntesis primitiva y poder obtener materia orgánica a partir de inorgánica. Así se formarían las cianobacterias, organismos procarióticos y autótrofos. Sin embargo, el hecho de que se llevara a cabo la fotosíntesis dio lugar a la segunda crisis biológica ya que se libera oxígeno que era letal para muchos seres vivos. Entonces fue cuando aparecieron organismos capaces de utilizar oxígeno y realizar una respiración celular con la que se obtiene mucha energía. El hecho de que aparecieran organismos aerobios (que no quiere decir que desaparecieran los anaerobios) permitió una evolución más rápida de los seres vivos. El oxígeno producido en la fotosíntesis se fue acumulando en el océano pero cuando las cantidades eran muy grandes fue escapando hacia la atmósfera y se formó la capa de ozono, que protegió a los seres vivos de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta.

  

Reflexionando un poco sobre todo esto, ¿se podría decir que una evolución química ha hecho que aparecieran de las primeras células en la Tierra primitiva? ¿No resulta paradójico el que se haya rechazado la generación espontánea y que hoy en día nos parezca algo tan absurdo y que sin embargo “tengamos” que asumir que venimos de algo que en sus orígenes no tenía vida? Esta última hipótesis, que la vida surgiera a partir de los gases de la atmósfera primitiva y las poderosas fuentes de energías me convence bastante, no puedo decir que esa sea la forma en la que todo surgió porque evidentemente nunca se va a poder saber como tal, pero al menos sé cómo a podido ser de una forma que está probada y más o menos demostrada en un laboratorio.