Experiencia de Stanley Miller

El experimento de Miller consistía en un circuito cerrado compuesto por un pequeño matraz con su cuello y dos comunicaciones, una de salida y otra de entrada que conectaban el circuito. Se llenaba el matraz con agua y el resto del aparato con una mezcla de metano, hidrógeno y amoniaco. Además de las anteriores partes se encuentra una cámara de descargas con electrodos de tungsteno y un condensador con agua en la parte inferior del matraz.

El procedimiento era el siguiente: se calentaba el agua y se mantenía en ebullición. El vapor de agua y los gases del circuito pasaban por la cámara y recibían una descarga de electrodos que poseían un gran potencial eléctrico. Los productos formados en la anterior fase se disolvían en el agua licuada del condensador y pasaban al matraz pequeño. Los productos volátiles estaban constantemente destilándose junto con vapor fuera del matraz, después son sometidos a las descargas. Los productos no volátiles, se almacenan en el matraz.

Después de una semana de este procedimiento, Miller cerró el circuito eléctrico dejando enfriar el aparato y los resultados son los siguientes:

- El 15% del carbono “atmosférico” se encontraba presente en el “océano”.
- El 5% del carbono estaba transformado en productos bioquímicos.
- Se habían sintetizados aminoácidos naturales en grandes cantidades: glicina, alanina, ácido asiático y ácido glutámico.

Después de la publicación de algunos trabajos de Miller en los aminoácidos naturales se identifican como productos de las síntesis bióticas experimentadas.

La atmósfera primitiva y la aparición de la vida. Cuando la vida apareció sobre la tierra, en la atmósfera había muy poco oxígeno. La primera atmósfera de la tierra, de más de 4,5 millones de años, estaba compuesta por Hidrógeno y Helio, que procedían de la niebla original. Sobre la tierra había volcanes activos, que expulsaron a lo largo de millones de años dióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua, además de, en menores cantidades, también hidrógeno, monóxido de carbono, metano, amoniaco y ácido sulfúrico. Estos gases formaron durante probablemente dos millones de años la atmósfera en la que tuvieron su origen las primeras etapas de la vida. La hidrosfera que se iba desarrollando debería de ser salada y la temperatura superficial media del planeta estaba por encima del punto de congelación del agua y por debajo de su punto de ebullición. Se estaba produciendo el efecto invernadero a causa del dióxido de carbono, vapor de agua y amoniaco atmosférico.

A partir de los componentes de esta atmósfera se crearon las primeras moléculas orgánicas: los aminoácidos (elementos constituyentes de las proteínas), la purina, la pirimidina y el azúcar (elementos constituyentes de los ácidos nucleicos) y los lípidos (elementos constituyentes de las membranas celulares). Para que la primera fase de la aparición de la vida pudiera ocurrir, se requiere: una o varias fuentes de energía, una concentración local de macromoléculas orgánicas y efectos catalíticos para acelerar y dirigir el proceso. La energía necesaria para la síntesis de estos compuestos químicos procedía de la radiación solar ultravioleta, la energía eléctrica meteórica y las reacciones químicas inorgánicas exorgónicas.

Los compuestos orgánicos abiógenos (formados sin vida como condición previa) se unieron para dar lugar a las primeras unidades vivas: los protobiontes.

Antes de que surgiera la primera célula, debieron de producirse cuatro etapas:

1) Formación de moléculas de ARN capaces de dirigir su propia síntesis, es decir, autocopiativas.
2) Desarrollo de mecanismos por los que el ARN pudiera dirigir la síntesis de proteínas.
3) Formación de una membrana lipídica y su ensamblaje para poder rodear a la mezcla autorreplicante de ARN y proteínas.
4) En una fase posterior del proceso evolutivo el ADN pasó a ocupar el puesto del ARN como material genético.

Los protobiontes se desintegraban de nuevo muy rápidamente a causa de influencias mecánicas. Es probable que los primeros protobiontes solo crecieran, ya que las sustancias determinadas en su interior eran sintetizadas cada vez en cantidades mayores. Una vez llenas de dichas materias explotaban.

Si explotaban mientras estaban sumergidas formaban inmediatamente nuevas esferitas gracias a los extremos insolubles de la molécula lipoidea. En estas nuevas esferitas, los elementos estaban mezclados de otro modo: algunas moléculas de la esfera madre faltaban, mientras que otras, nuevas, procedían del caldo original en el que estaban sumergidas. Dichos acontecimientos se repetían innumerables veces creándose finalmente un protobionte que contenía en su interior las enzimas y ácidos nucleicos apropiados, es decir, enzimas capaces de leer los ácidos nucleicos y seguían sus instrucciones para sintetizar componentes de la membrana, enzimas y nuevamente ácidos nucleicos. Dichas formaciones funcionales, envueltas por una superficie celular fija, se denominan eobiontes. (a)

De tal manera que el interés por el origen del ser humano se remonta a épocas muy tempranas, pero solo relativamente hace poco tiempo que las explicaciones para dar cuenta de ese interés escapan a las suposiciones teológicas y mitológicas, para ser explicadas científicamente:

a) Cari Linneo. Un naturalista sueco (1707 - 1778) fue uno de los primeros en interesarse por el estudio de los patrones que regían la evolución, y si bien no pudo evitar una explicación religiosa de la cuestión, el planteo evolucionista encuentra sus primeros esbozos con sus ideas.

b) Thomas Malthus. (1766-1834) Autor del ensayo “Sobre el principio de la población” (1798), fue uno de los continuadores de la obra de Linneo. Puede considerarse a Malthus como uno de los principales responsables de la concreción del concepto “la lucha por la existencia”.    Concepto importante en las teorías de Darwin. Representaba una posición pesimista entre todas las ideas progresistas de la época Para Malthus una porción considerable de la humanidad, estaba siempre condenada a la miseria como consecuencia, del desequilibrio existente entre la capacidad de reproducción y la capacidad de producción.  Supuso que, dado el aumento constante de la población, era necesaria la limitación de los matrimonios y nacimientos para evitar un empobrecimiento progresivo de las clases sociales, producido por la escasez de los medios de subsistencia.

De tal manera que con Malthus la concepción evolucionista de que “los que se adaptan subsisten” empieza a tomar forma, y Darwin más tarde reconoce la influencia de este autor.

c) Jean Lamarck.(1744-1829). Fue un naturalista francés, padre del transformismo, uno de los primeros en proponer una teoría sistémica evolucionista. Defendió la concepción, del cambio evolutivo de las especies animales, basada en una idea de la herencia de los caracteres adquiridos.

Su hipótesis era que todas las formas superiores de vida se habían originado por otra más sencilla, heredando sus predecesoras los caracteres que les permitan adaptarse mejor a las condiciones ambientales.

En su obra afirma mediante dos principios generales sobre esta teoría, denominada “uso y desuso del órgano”. Pero en su época tropezó también con la crítica con teólogos y los geólogos, se puede decir que fue un profeta antes de la teoría de Darwin.

d) Sir Charles Lyell.(1797 - 1875). Geólogo británico publica “Principies of Geology” donde defendía la teoría de que la corteza terrestre era resultado de procesos físicos químicos y biológicos que se mantenían en la actualidad. Con esta teoría se llegó a comprender que los fósiles hallados en los estratos más profundos eran muy antiguos, y se habían formado en procesos que abarcaban millones de años.

e) Charles Darwin.(1809 - 1882) Autor de la teoría de la evolución de las especies. Descendiente de una familia acomodada británica, liderada por un padre rígido que esperaba ver en su hijo, la continuación de la carrera que él se había forjado. Pero la vocación de Darwin era la aventura y su curiosidad difícilmente podría ser domada por la disciplina de un padre que lo quería médico. Tras un breve paso por los claustros de la Universidad de Edimburgo, Darwin, lee a todos los naturalistas contemporáneos y se dedica a juntar y clasificar numerosas especies de escarabajos, plantas y pájaros.

Apenas termina sus estudios, la Corona Británica asigna al Bergantín Beagle la confección de mapas de rutas marinas a lo largo de Sud América, el capitán buscaba un naturalista para su viaje y Darwin fue admitido.

Entre 1831 y 1836 visito América del Sur y las Islas Pacifico, donde fue observando y apuntando y en las islas Galápagos vio una gran cantidad de especies, y que en cada isla las especies variaban una de otra y así comprendió que cada una de las especies provenía de un ancestro común.  La Biblia afirmaba que las especies habían sido establecidas desde la creación.

Su descubrimiento parecía desafiar al Dios mismo y sus ideas amenazaban con dar vuelta al orden establecido.   Al volver a Inglaterra sus ideas estaban en ebullición, especialmente cuando termino su teoría con un término claro, que afirmaba “la competencia en la naturaleza hace que las especies se alteren y solo prosperen aquellas cuyas mutaciones son las más apropiadas a su entorno”.  Así se desarrolló el memorable concepto: “solo sobreviven los más aptos”

Darwin pensó que la aparición de nuevas especies y desaparición de las anteriores se debía a un proceso que llamo “selección natural”. A los 50 años de edad Darwin revelo su teoría de la evolución y origen de las especies. En noviembre de 1859 apareció la primera edición de “El origen de las especies” y ya nada fue igual. La opinión pública y los críticos creacionistas se aferraron del postulado simplista “los hombres descendieron de los monos” para ridiculizarlo, pero él nunca supuso algo así, el propuso que tanto los monos como los seres humanos descendían de un ancestro común y luego tomaron caminos diferentes. En 1871 Darwin publica “La descendencia del hombre”, donde ahora si en forma explícita incorpora al hombre a los procesos evolutivos, vinculando a los ancestros humanos con seres muy primitivos.

En resumen, Darwin demostró la existencia de leyes naturales en el proceso de evolución biológica, se debilito el argumento teológico del hombro como criatura privilegiada, y somos una especie de entre miles de especies que pueblan el planeta.

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