Abiogénesis
Un escenario posible del comienzo de la vida y su evolución.
0. Introducción
La abiogéneis (y no la evolución) es el proceso por el que un entorno sin vida llega a desarrollarla. Hay varios escenarios posibles, diferentes «hojas de ruta», y es posible que algunos de ellos lleguen a mostrarse imposibles cuando hayamos aprendido más(1). De momento, yo sigo uno de ésos escenarios, y lo que les voy a contar es éso: cómo podría haber surgido la vida. No necesariamente como surgió. Creo que nunca llegaremos a saber esto último porque las evidencias han sido destruídas por el tiempo.
Lo que sige es una especie de «clase de escuela» con mucho humor, pensada para aclarar a la gente como pudo funcionar la abiogénesis. A partir de ése modelo básico uno puede imaginarse más variantes.
A ello, pues.
1. La aparición de moléculas complejas
Año 4.367.890.123 antes de la Era Común.
9 de Enero.
Por la tarde, poco antes de la hora del té.
Pero… ¿hay té? Me parece que no… realmente, la Tierra es un lugar bastante desagradable como para poder tomarse un té. Para empezar, está caliente, buena parte de la energía gravitatoria de su formación sigue liberándose en forma de volcanes. Durante mucho tiempo estaba tan caliente, que cuando desde la atmósfera (tupida y llena de vapores) se arriesgaba una lluviecita, como la superficie permanecía muy por encima de los 100 grados, el agua se evaporaba, y lo que algún día sería el fondo de los mares seguía resquebrajado, seco, sin inmutarse.
El tipo desagradable.
Él, como si oyera llover, vamos.
Pero con el tiempo las cosas se enfrían, hasta las superficies de los planetas, y llega el momento de la venganza (la venganza es un plato que se come frío), y que cuando por fin la superficie bajó de los 100 grados ya hacía un ratillo que la atmósfera proporcionaba fresquitos de esos que favorecen lluvias torrenciales. Así que ahora mismo ha empezado a llover.
¡Y lo que está cayendo!
Para ser exactos, son todos los océanos de la Tierra «lo que está cayendo». Durante unos millones de años casi no va a parar de llover. Buen sitio para vender paraguas. Y pararrayos, también, que las tormentas son de aúpa… ya hablaremos de qué le pasa a un nucleótido en la silla eléctrica.
Asi que puede que no haya té, pero al menos hay agua. Lo que pasa es que tampoco está muy buena para beber, me temo. Esto se debe a que en esta agua flotan en disolución moléculas de los más variados tipos. Los elementos que se acumulan aquí no son los más ligeros (como el hidrógeno puro, o el helio) que se han escapado de nuestro planeta o flotan en la atmósfera. Tampoco los más pesados, como el hierro, aunque sí haya algo de hierro por ahí… que nos permitirá fabricar espadas, hachas, acorazados y otras cosas muy útiles pata matarnos unos a otros. La mayor parte del hierro, sin embargo, se está acumulando en el centro del planeta, formando un magento gigantesco que un día guiará nuestras brújulas, lo que parece bastante más simpático que lo otro.
Lo que sí hay a porradas es carbono, nitrógeno, oxígeno… y luego aluminio, magnesio, silicio, fósforo… hay muchos otros minerales, desde luego, pero estos son los más corrientes en el Cosmos y por tanto en la superficie de la Tierra.
Lo que no está mal porque el carbono es un «pegamento» excelente. Todos los demás «pegamentos» para hacer moléculas son bastante más raros. Asi que surge una rica química con carbono en este nuevo océano. Los químicos la llaman «química orgánica» para darle vidilla al asunto, pero eso no quiere decir que esté viva, de momento aquí no respira ni Dios.
Lo que es una suerte, en el fondo, porque en la atmósfera no hay oxígeno libre, el que usamos para respirar: Un humano desnudo puesto aquí puede elegir entre asfixiarse, cocerse lentamente o envenenarse (sin tiempo para el té). Lo que necesitamos los humanos se llama O2 (oxígeno libre), y de eso en estos momento, como que no hay. El motivo de que se hayan agotado las existencias es que el O2 es muy amigo de juntarse con la gente (¿será por lo de «libre»?), y por tanto si lo dejas suelto en la atmósfera enseguida se monta una peña con tres colegas, un sulfuro y dos H’s (ácido sulfurico), o con 2 H’s (agua)… o con lo que sea, realmente, con el primero que pase con tal de dejar la aburrida vida de pareja de O’s. Dos «O» pueden estar juntos un rato, pero luego se cansan. Como novios primerizos. Sólo aguantan unos cientos de años, lo que pensándolo bien no está tan mal para ser novios primerizos…
Bueno, el caso es que algunas moléculas son más frecuentes que otras… el porqué se sale bastante del tema, pero baste decir lo siguiente: Si otras moléculas distintas que las que fueron hubieran sido las más frecuentes, nada nos indica que no hubieran sido igual de capaces de montar el follón que montaron éstas (la vida). Así que la cosa no tiene mucha importancia, tanto monta, monta tanto.
Y juntando, juntando (más o menos por azar) moléculas complejas salen moléculas más complejas. ¡Esas manos levantadas, que las estoy viendo! Me váis a decir que bien, pero que la complejidad de moléculas que pueden salir más o menos por azar es limitada: Y tenéis razón. Depende (a) de la cantidad de moleculillas que tengamos para mezclar, y (b) del tiempo que nos tomemos. A partir de ahí nos podemos imaginar la cantidad de moléculas más o menos complejas que podemos obtener simplemente a base de tirar dados químicos. Vamos a ver…
1. La cantidad es «una burrada».
2. El tiempo, «otra».
Veamos lo primero para empezar: ¿Cuántas moléculas creéis que caben en el océano? ¿Millones? ¿Billones? Hagamos unos numeritos con una molécula que me gusta mucho porque sirve para adelgazar (un tema mío pendiente): El FAD, flavin-adenin-dinucleótido. Su fórmula es C27 H33 N9 O15 P2, osea que es un bicharraco con 86 átomos puestos en formación. 27 son Carbonos (C), 33 son hidrógenos… y así (el hidrógeno libre H2, por cierto, es un astronauta nato y para estas fechas ya se han ido todos al espacio). Bueno, el peso molecular del FAD es 785, eso quiere decir que en 785 gramos caben… 6,0221415E+23 moléculas. Esto último es el «Número de Avogadro», las moléculas por cada unidad de peso compuesta por el peso molecular, expresado en gramos. Eso, para los que se quedaron dormidos en la clase de «mates» hace algunos años, quiere decir que en tres cuartos de kilo (más o menos) de FED caben 602.214.150.000.000.000.000.000 moléculas.
Son… bastantes, ¿no?.
Bueno, digamos que en el océano primitivo un gramo de cada millón de toneladas estuviera compuesto de moléculas tan complejas como el FED o más… una estimación muy pesimista ¿no os parece? Un gramo entre un millón de toneladas, caray, que océano más simple.
¿Cuál es el peso del océano primitivo? Cuando está terminado, no muy diferente del actual. El cual es un volumen de 1.347.000.000 de Km3 con más de mil millones de toneladas por Km3: Un m3 de agua pesa una tonelada, un dm3 pesa un kilo, y un cm3 un gramo. Como hemos supuesto que un gramo de cada millón de toneladas está compuesto de materia tan compleja como un FED, tendríamos 1,347 x 10 E+12 gramos de esas moléculas, que serían por ejemplo (con un peso molecular de 1000 de promedio) 8,11 x 10E+44 moléculas. Es decir 811 septillones de moléculas.
Septillones. Cada uno es un millón de millón de millón de millón de millón de millón de millones.
Esto debería quedar claro: Por mucho que subamos la complejidad de las moléculas orgánicas no vivas, nos van a seguir saliendo muchos, muchos sextillones de ellas. ¿Y cuántas de cada tipo? Hombre, hay muchas combinaciones… pero las más probables son las más probables, y de ésas habrá quintillones flotando por ahí(2).
¿Y el tiempo? Bueno, estas moléculas se mezclaron durante más o menos dos mil millones de años antes de que sepamos que ya había vida. Reconozco que comparado con las cifras que acabo de manejar, «mil millones» de años es una tontería, pero fin… Asi que así está el paño: Muchas, pero que muchas moléculas orgnánicas, la mayoría simple pero aun así muchas, pero que muchas de ellas complejas.
En el próximo capítulo hablaremos primero del agua, pero luego nos iremos a una de esas moléculas complejas. Se llama Pepe.
[1] La abiogénesis, sin embargo, es fácil de demostrar: la vida existe. Luego tuvo que comenzar de alguna manera en algún momento. Como estamos entre humanistas, creo que no es necesario esforzarse en descartar ideas del fundamentalismo religioso al respecto. Ahora bien, que la abiogénesis sea un hecho no significa que haya tenido lugar en la Tierra. Ése es sólo uno de los escenarios posibles.
[2] Por si a alguien se le ocurre traducir esto al inglés: «Billón» : trillion. «Trillón» : quintillion. «Quintillón»: septillion.
[…] Continuamos aquí la serie dedicada a la abiogénesis. […]
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