Hace muchos millones de años la Tierra primitiva contaba con características únicas que dieron origen a la vida tal y como la conocemos. Era un entorno hostil que albergó el milagro de la vida gracias a una serie de compuestos y “caldos” enriquecidos con sustancias nutritivas. La Tierra primitiva era un lugar muy violento, donde los terremotos y las erupciones volcánicas eran comunes.
Origen de la Tierra
Tal como ocurrió con los otros nueve planetas del Sistema Solar, la Tierra se formó a partir de porciones de gases y polvo que quedaron atrapadas alrededor del Sol. A medida que la materia se enfriaba, la Tierra adoptó su forma con el paso de millones de años.
Los materiales más pesados se unieron formando un núcleo denso, la corteza y la atmosfera primitiva.
Las erupciones volcánicas derramaban lava incrementando el grosor de la corteza terrestre, el vapor de los volcanes se condensaba y caía en forma de lluvia. Con el enfriamiento de la tierra, se condensó tal cantidad de agua que se formaron los océanos.
Características de la tierra primitiva
La Tierra luego de su formación era una gran masa de roca fundida que registraba altas temperaturas y era bombardeada por meteoritos que aportaban más calor y creaban cráteres.
Los metales pesados como níquel o hierro se depositaron en el núcleo, mientras que elementos livianos como aluminio, silicio y magnesio pasaron a formar parte de la superficie.
La atmosfera en esta etapa era hostil, formada por ácidos y gases nocivos. Los continentes en formación registraban una elevada actividad volcánica.
En su origen no existían los océanos, pues las elevadas temperaturas evaporaban el agua. Fue con el enfriamiento de la Tierra que fue posible su formación.
Las lluvias acidas y las tormentas eléctricas eran muy comunes, mismas que, como veremos a continuación, contribuyeron a la formación de la vida.
La temperatura de la tierra primitiva rondaba los 1500 ºC y la presión atmosférica era la mitad de la actual.
Origen de la vida
Es en la Tierra primitiva donde se dio origen a la vida. Hace algunos años se creía que la vida surgía por generación espontánea a partir de elementos no vivos.
Entre las creencias comunes de la generación espontánea se tiene:
- Biblia: El hombre fue creado por Dios a partir del barro (tierra y agua).
- Aristóteles (s. IV A.D.C.): Los animales se originan del suelo.
- Virgilio (s. II A.D.C): LA miel origina abejas.
Como estas creencias existían muchas, algunos científicos corroboraban estas ideas con el uso de carnes crudas (Que para ellos generaban gusanos y moscas) No fue hasta el siglo XVII cuando Louis Pasteur demostró que en un medio completamente higiénico y sellado, la vida no se generaba. Luego, Darwin demostraría que la evolución era consecuencia de un lento proceso controlado por la selección natural.
Es entonces cuando se empezaron a estudiar las características de la Tierra primitiva para comprobar cómo se había originado la vida.
Composición de la atmósfera
La atmosfera hace millones de años contenía:
- Dióxido de Carbono (CO2).
- Monóxido de Carbono (CO).
- Vapor de Agua (H2O).
- Hidrógeno (H).
- Nitrógeno (N2).
- Amoníaco (NH3).
- Sulfuro de Hidrógeno (H2S).
- Metano (CH4).
Probablemente había poco o casi nada de oxígeno, aspecto que fue fundamental para la creación de la vida como veremos a continuación:
Requerimientos para la evolución química de la vida
Para que la vida pudiera generarse a partir de compuestos químicos, se necesitaba:
Ausencia total o casi completa de Oxígeno libre: Este gas hubiera oxidado las moléculas orgánicas necesarias de la vida.
Fuente de energía: En la Tierra primitiva podíamos encontrar gran actividad volcánica, tormentas eléctricas, radiación ultravioleta intensa y bombardeo de meteoritos.
Sustancias químicas: Estas actuarían como bloques de construcción para la vida.
Tiempo: Se cree que la Tierra tiene 4600 millones de años y la vida se originó hace 3800 millones de años, por ende se concluye que la vida tardó 800 millones de años en formarse.
Evolución Prebiótica o evolución química
Las condiciones anteriores fueron emuladadas en 1950 por Stanley Miller, un estudiante graduado que trató de comprobar la teoría de Oparin- Haldane sobre el origen de la vida. Él preparó un ambiente sin oxígeno y pasó corrientes eléctricas a través de una mezcla de gases que simulaban la atmosfera primitiva en un recipiente con agua.
Los resultados fueron sorprendentes, en el agua se formaron aminoácidos, precursores de macromoléculas orgánicas.
La interacción entre estas moléculas causó una polimerización. Era tal su abundancia a causa de la ausencia de oxigeno que los aminoácidos se acumularon y formaron un «caldo de cultivo primitivo» a partir del cual surgió la primera forma de vida.
Las condiciones de la Tierra dieron lugar a la formación de cadenas de ARN autoduplicantes que dieron lugar a las proteínas que formarían nuevas moléculas de ARN. Luego, surgió el ADN.
Las primeras formas de vida o probiontes eran células procariotas que no requerían oxígeno y se alimentaban del caldo primitivo. Estas células evolucionaron y empezaron a realizar la fotosíntesis.
Aparición del oxigeno
Cuando las moléculas orgánicas acumuladas durante millones de años desaparecieron, solo algunas sobrevivieron, pues habían evolucionado y traspasado esta información a sus descendientes.
Es así como surge la fotosíntesis y nacen las bacterias fotosintéticas y las cianobacterias, capaces de convertir el agua y el dióxido de carbono en compuestos orgánicos y de liberar oxígeno a la atmosfera. Esto ocurrió hace 3100 millones de años.
Organismos aerobios
Hace 2000 millones de años las cianobacterias habían formado tal cantidad de oxigeno que modificaron la atmosfera de la Tierra primitiva. Algunas células anaeróbicas fueron oxidadas pro el oxígeno, por lo que desarrollaron maneras de neutralizarlo o se retiraron a zonas donde no existiera este gas.
Los organismos aerobios empezaron a utilizar el oxígeno para extraer más energía de los alimentos y convertirla en ATP o energía. Este proceso era mucho más eficiente que el realizado por las bacterias que no consumían oxígeno.
Este proceso permitió que el oxígeno y el dióxido de carbono se estabilizaran en la atmosfera. El oxígeno reaccionó para formar ozono, lo que creo una capa que rodeo a la tierra y redujo la cantidad de radiación ultravioleta que llegaba del sol. Este proceso redujo la síntesis química de moléculas orgánicas.
Origen de las células eucariotas
Al existir una abundancia de bacterias se estableció un gran panorama para quien pudiera consumirlas. Es entonces cuando surgen predadores que podían consumir estas bacterias primitivas. Estos predadores eran bacterias que no podían realizar la fotosíntesis y que tenían un metabolismo aeróbico.
Es aquí cuando se cree que se desarrollaron las células eucariotas. En el año 1980 Lynn Margulis propuso la teoría de la endosinbiosis, la cual explicaba el origen de las mitocondrias y los cloroplastos. Se cree que una procariota grande o una eucariota primitiva consumieron una procariota pequeña hace unos 1500 a 700 millones de años y en vez de digerirla formaron una especie de simbiosis donde cada organismo recibía beneficios.
Este organismo contaba con un excedente de ATP o energía. Con el tiempo, esta unión fue tan estrecha que las células eucariotas no podían sobrevivir sin mitocondria ni las células eucariotas fotosintéticas no podían sobrevivir sin cloroplastos.
Esta teoría se aplica también a otros orgánulos celulares, pero no se ha podido explicar el origen del núcleo celular.