El origen de la vida más allá de Joan Oró

"Darwin escribió el libro, pero le faltaba el primer capítulo". Esto decía Alexander I. Oparin en referencia a El origen de las especies, aunque él no fue el primero que notó que el naturalista inglés había evitado el problema del origen de la vida. Mucho antes, Ernst Haeckel, más darwinista que Darwin, había acusado a su héroe de no ser sincero ni consistente.

Lo cierto es que Darwin sí tenía una idea de cómo podría haber ido la aparición de la vida a partir de materiales químicos inertes, pero prefirió expresarla sólo en privado. Para él la pregunta era prematura. Fue precisamente Oparin –y, de forma independiente, John BS Haldane– quien ofreció en la década de 1920 la primera aproximación materialista y evolucionista del origen de la vida en la Tierra.

Con Oparin y Haldane se cierra la era especulativa –científica, filosófica o religiosa, da igual– sobre cómo se produciría la transición de la geoquímica a la bioquímica en un planeta muy distinto al actual. La propuesta, conocida popularmente como la teoría de la sopa prebiótica, postula que en un caldo primitivo con compuestos orgánicos simples se pueden formar moléculas como el ARN mediante la aplicación de radiación ultravioleta y energía eléctrica. Esta idea marca el inicio de la aproximación experimental a sus orígenes. Ya no era legítimo interrogarse por la emergencia de la vida fuera de un laboratorio de química.

De la especulación en el laboratorio

Mientras Oparin ocupaba las horas investigando unas gotas microscópicas, los coacervados, como modelos de células primitivas, un joven californiano, Stanley L. Miller, trataba de empezar la tesis doctoral en la Universidad de Chicago. El primer director de la tesis de Miller, Edward Teller –sí, el mismo que aparece en la película sobre Oppenheimer–, tuvo que marcharse de Chicago en 1952 para encabezar el proyecto de la bomba de hidrógeno.

El estudiante buscó refugio en el laboratorio de Harold C. Urey –premio Nobel y estudioso de las atmósferas planetarias– y, con terquedad, consiguió permiso para simular una atmósfera primitiva de gases simples que, convenientemente sometidos a descargas eléctricas de 60.000 voltios, ori aminoácidos –los bloques con los que se construyen las proteínas–, algunos de ellos presentes en la materia viviente. Con poco más de 20 años, Miller inauguraba una nueva disciplina científica, la química prebiótica.

Otros muchos fueron seducidos por el espíritu de aquel tiempo: la pregunta esquivada por Darwin ya no era prematura y había que escribir la narración del origen de la vida con el lenguaje de la química. Entre esta primera generación de químicos prebióticos destacó el leridano Joan Oró, migrado a EEUU para buscar el estudio de los orígenes y huir de una posguerra sórdida.

Advertido del protagonismo del cianuro de hidrógeno (HCN) –presente en la química cósmica y formado en el experimento de Miller–, Oró investigó su potencial sintético. En Navidad de 1959 identificó un producto generado a partir de HCN, la adenina, componente universal e imprescindible en la bioquímica terrestre. Esta reacción conectaba compuestos químicos simples con una de las letras del alfabeto genético de la vida. Si Miller buscaba la conexión con las proteínas a través de la síntesis de sus ladrillos, los aminoácidos, Oró construía un puente con los ácidos nucleicos, otros componentes esenciales de la vida.

Del laboratorio al Universo

En 1961, Oró veía a los cometas como portadores de ingredientes orgánicos y agua para el origen de la vida. Se sabía que ciertos asteroides contenían materia orgánica y él formuló una atrevida hipótesis, explorada intensamente en las décadas siguientes: los materiales orgánicos extraterrestres habrían contribuido al inventario de materias primas en el origen de la vida. Una idea "fascinante", en opinión de Carl Sagan, pionero de la planetología, como atestigua una carta conservada por la Fundació Joan Oró. El hijo de los panaderos de la Panadería La Radio iniciaba así un nuevo campo de estudio: la cosmoquímica orgánica.

El laboratorio de Oró en la Universidad de Houston fue una referencia en los análisis de materiales orgánicos de origen extraterrestre. Pero sus contribuciones científicas en diversos aspectos de la transición de la materia inerte a la viva, a menudo en colaboración con su discípulo Antonio Lazcano, también fueron notables, incluido el origen de los lípidos que forman las membranas celulares , la transición de ARN a ADN o la noción de una célula mínima.

La química prebiótica no fue sólo una derivada intelectual de las propuestas de Oparin y Haldane, sino también un producto de la Guerra Fría. El inicio de la carrera de Miller estuvo marcado por el destino de científicos participantes en el proyecto Manhattan. El lanzamiento del Sputnik por parte de la Unión Soviética en 1957 desató la creación de la NASA, que en seguida tuvo como misión promover los estudios sobre el origen de la vida y la búsqueda de vida fuera de la Tierra. En buena medida, la química prebiótica se financió con fondos de la NASA y el laboratorio de Oró fue beneficiario, sobre todo con su participación activa en los programas Apollo y Viking.

La página en blanco

El reto científico actual es cómo conseguir una organización química mínima, emuladora de lo que hacen muy bien las células: autoconstruirse y reproducirse. Por eso debemos comprender no sólo el origen de determinados tipos de moléculas, sino sobre todo la emergencia de una organización molecular compleja con una dinámica propia.

El enfoque es ahora el de la química de sistemas, que no busca la síntesis robusta de unos pocos componentes –como en las reacciones clásicas de Miller y Orón–, sino estudiar el comportamiento colectivo de procesos más intrincados y heterogéneos. La química de sistemas sugiere que la sopa prebiótica se cocinó con un punto justo de confusión química.

Una diversidad de laboratorios avanzan en la exploración experimental y computacional de los probables antecedentes de los procesos celulares. Esta disciplina nos guía hacia arrabales químicos que quizás fueron antepasados ​​evolutivos de la ciudad bioquímica moderna, pero que ahora no forman parte. Escondidos en los estratos más profundos de la historia, esperan ser descubiertos por una nueva generación de científicos audaces que escribirán esa página en blanco de El origen de las especies.