Puesto al día el 06/12/00
        

LA VIDA


L'ADN



Definición de la vida

Des molécules à la cellule

Todos vivimos y sin embargo ningún consenso existe en cuanto a la definición de la vida.
Cada uno tiene su idea, más o menos precisa, pero ninguna hace la unanimidad.

Si nos limitamos al aspecto meramente material, parece posible reducir esta definición a la que la NASA utiliza en sus investigaciones en exobiología :
"La vida es un sistema químico automantenido, capaz de evolución darviniena."

Pero ¿ podemos hacer caso omiso de los aspectos espirituales y religiosos para definir la vida ? ?
El futuro nos lo dirá...

Al ser imposible cuantificarlo, el especto espiritual es una cuestión de fe.
La investigación se concentra sobre la comprensión de los mecanismos químicos y biológicos de la vida y su origen.


Los orígines de la vida

Stromatolithes

Hace 4 000 millones de años, la vida apareció en nuestro planeta, y tal acontecimiento sigue siendo un enigma.
En los estromatolitosfoto arriba ), unas concreciones de algas azules, se han encontrado las más antiguas huellas de vida sobre la Tierra, fechadas con 3,8 mil millones de años de antiguedad.

En el año 1924, el ruso Alexandre Oparine, químico y biólogo, propone una teoría del origen de la vida a partir de los componentes químicos de la atmósfera primitiva terrestre.

L'expérience de Miller Stanley Miller

En el año 1953, en Chicago, Stanley Miller comprueba esta teoría, mezclando en un matraz de cristal los elementos gaseosos y líquidos supuestos formar parte de la atmósfera primitiva de la Tierra.
Simula tormentas por descargas eléctricas.
Al cabo de una semana, en su sopa primitiva aparecen varios ácidos aminados, moléculas de base de las proteinas que constituyen la mayoría de los cuerpos vivos de nuestro planeta.

A partir de esos elementos primarios se construyen los ácidos nucleicos, cuya capacidad esencial es reproducirse y evolucionar :

  • El ADN, ácido desoxirribonucleico, que contiene la herencia genética de todo ser vivo.

  • El ARN, ácido ribonucleico que copia las instrucciones del ADN para que se ejecuten en el interior de las células.

L'ADN et L'ARN

Los científicos han quedado enfrentados al enigma de la gallina y el huevo, de las proteinas y el ARN.
En efecto, para funcionar, el ARN necesita las proteinas fabricadas según el programa genético contenido en el mismo ARN. Dos hipótesis aparecen entonces :

  • Las proteinas aparecieron primero y un "azar milagroso" formó el ARN.

  • El ARN es a la vez gallina y huevo.
    Esta última hipótesis parece la más probable, pero plantea numerosos problemas, porque las moléculas de ARN son muy difíciles de reproducir en laboratorio, al contrario de las proteinas.

Frente a estas dos teorías preponderantes, de vez en cuando aparecen alternativas, como por ejemplo las siguientes :

  • En el año 1990, Julius Rebek y sus colegas del M.I.T. consiguieron sintetizar una molécula orgánica capaz de duplicarse.
    El ETAA, Éster de Triácido de AminoAdesina se compone de dos elementos parecidos a la vez a las proteinas y a los ácidos nucleicos.
    Pero, al parecer, esta molécula se duplica demasiado perfectamente para permitir una evolución cualquiera.

  • En junio del 2000, Doron Lancet, del Instituto de Ciencias Weizmann, demostró que los lípidos se pueden aglutinar, formar grandes estructuras y al dividirse guardar su forma.
    La información "genética" no está basada sobre la posición de las proteinas, decidida por el ADN, sino sobre los átomos, que parecen atraer los que necesitan y rechazar los inútiles.
    El modelo matemático, informatizado, muestra moléculas de lípidos que se aglutinan, crecen, se dividen, se duplican y ¡ evolucionan !

  • Günther Wächtershäuser, abogado de Munich titular de un doctorado de química orgánica, apasionado por el problema del origen de la vida, emitió la hipótesis de la pirita, un sulfuro de hierro.
    Piensa que, más bien que una autoduplicación molecular en una solución, la vida apareció después de un proceso metabólico, una reacción química cíclica, mantenida por una fuente de energía, a la superficie de un sólido.
    La primera célula sería un grano de pirita envuelto en una membrana orgánica.
    Experimentos efectuados en la universidad de Regensburg, en Alemania, parecen fortalecer su hipótesis.

  • Para el químico de la universidad de Glasgow, A. Cairns-Smith, el soporte físico de la aparición de la vida, sería arcilla.

  • Para el belga Christian de Duve, galardonado con el premio Nobel en el año 1974, por sus investigaciones sobre la estructura de la célula, los tioésteres ( compuestos de azufre ) de la sopa primitiva son el origen del ARN.


El otro problema, concomitante a esos mecanismos, es el del ambiente del origen de la vida, según la época de su aparición.
Existen varias hipótesis ( que no se excluyen forzosamente reciprocamente ) :

  • El entorno en donde la vida apareció sobre la Tierra tiene una influencia directa sobre sus mecanismos :

    •  
      L'expérience de Miller
      électrode = electrodo
      robinet pour prélever les échantillons = grifo para sacar las muestras
      gaz = gas
      décharge électrique = descarga eléctrica
      condensateur = condensador
      gouttes d'eau = gotas de agua
      piège = trampa
      source de chaleur = fuente de calor
      eau = agua

      La hipótesis dominante es la de aguas calientes y poco profundas, según la experimentación de Miller.
      El debate acerca de esta hipótesis reside en el hecho que la "atmósfera primitiva" utilizada por Miller es ahora controversada y que el bombardeo de meteoritos, sufrido por nuestro planeta, habría amenazado la supervivencia de las primeras formas de vida.

       
    •  
      Les fumeurs noirs

      A finales de los años 70 las "fumarolas negras" de los fondos abisales representaban una alternativa interesante.
      Las fuentes hidrotermales podían proporcionar todos los nutrimentos útiles a las primeras formas de vida y al mismo tiempo protegerlas del medio hóstil que reinaba en la superficie.
      Pero las fumarolas actuales se obtruyen sólo al cabo de unas decenas de años y su temperatura, que puede alcanzar 350°c, destruiría la mayoría de las moléculas orgánicas complejas.

       

En el siglo XIX, un químico sueco, Svante Arrhenius emitió una teoría herética, la "panspermia".
La Tierra habría sido sembrada por microorganismos errantes del espacio..

  • Habrá que esperar julio de 1996 para que la NASA apoye esta hipótesis al revelar al público que una bacteria fósil habría sido descubierta en medio de un meteorito de origen marciano.
    La famosa "ALH-84001", encontrada en 1984 en el Antártico, habría salido de Marte hace 16 millones de años, para ser capturada por nuestro planeta, hace unos 13 000 años.
    La vida habría aparecido muy temprano sobre Marte y el caos que reinaba a principios del sistema solar habría podido sementar la Tierra.

    Bactérie martienne fossilisée

    Mire la película de la bacteria fósil.

    Este descubrimiento, anunciado en el momento del voto por el congreso de los créditos para la investigación espacial, ha sido controversado, porque se han encontrado las mismas estructuras sobre meteoritos lunares, y si se puede admitir una vida naciente sobre Marte, es más difícil admitirla sobre la Luna, incluso si el agua existe también sobre nuestro satélite.
    Sin embargo, desde entonces, se han encontrado indicios todavía más convincentes en dos otros meteoritos marcianos llamados Shergotty y Nakhla.

  • Ácidos aminados, hidrocarburos, alcoholes y lípidos han sido encontrados en meteoritos llamados condritas carbonadas.
    Se piensa que los cometas llevarían todavía más moléculas orgánicas que los meteoritos.

  • Los astrónomos han descubierto moléculas orgánicas variadas alrededor de las estrellas y en el vacío interestelar.

  • En enero del 2000, Sun Kwok, astrónomo de la universidad de Calgary, que estudia las estrellas gigantes rojas en las nebulosas protoplanetarias, ha observado, con el telescopio espacial Hubble, que sintetizan grandes cantidades de moléculas orgánicas, en un plazo de sólo unos millares de años.

Además de todos estos nuevos indicios a favor de la panspermia, hay que notar que se han encontrado en 1989 ácidos aminados característicos de los meteoritos al borde de una capa de arcilla del cretáceo.
Continuará...


La gran diversidad de la vida

La grande diversité de la vie sources hydro-thermales = fuentes hidrotermales
désert du Sahara = desierto del Sahara
régions tempérées = regiones templadas
sous-bois = maleza
mines souterraines, cavernes = minas subterráneas, cuevas
mer peu profondo = mar poco profundo
toundra = tundra
haute montagne = alta montaña
milieux abyssaux = medios abisales
milieux polaires = medios polares
temperature = temperatura
lumière = luz

Donde quiera que miremos ¡ descubrimos vida !

En donde pensábamos que la vida era imposible, descubrimos que existe :

  • En las zonas volcánicas, en medio de las fuentes más calientes del planeta, donde la temperatura alcanza más de 100°c, en los géisers, las azufreras, las pozas ácidas y los charcos de barro, numerosos microorganismos se desarrollan. La primera de estas bacterias termófilas, la thermus aquaticus, ha sido descubierta en 1969 por Thomas Brock, en el parque nacional de Yellowstone.

  •  
    L'écosytème des abysses

    En el año 1979, cuando el submarino "Alvin" se sumerge en la dorsal del Pacífico oriental, a 2 600 metros de profundidad, el mundo descubre con asombro la existencia de un verdadero ecosistema autónomo, organizado alrededor de las fumarolas negras.
    En donde la presión hidrostática es más de 250 veces superior a la de la superficie y donde la temperatura del agua puede alcanzar los 350°c, viven, no sólo una multitud de microorganismos, sino también gusanos gigantes, crustáceos e incluso peces.

  •  
    Un microbe qui vit dans la glace

    En julio del 2 000, Edward J. Carpenter, microbiólogo americano, revela que ha descubierto en los hielos del polo Sur, bacterias que no están hibernando sino que crecen y se multiplican a una temperaturas de ¡ -17°c !
    Esta bacteria, de una especie desconocida, se parece a la familia de los Deinococcus.

     
  • En esta familia, es donde se encuentran las bacterias más resistentes, debido en particular a su capacidad de reponer su ARN de un modo muy eficaz.
    En noviembre del 1999, en Estados Unidos, en medio de una centrál nuclear, se descubrió una bacteria rosa, la Deinococcus radiodurans, capaz de sobrevivir en un medio radioactivo de 1,5 millones de rads de rayos gamma, o sea 3 000 veces la dósis mortal para un ser humano.

  • Se sabía que el viento transporta por los aires y las nubes gran cantidad de bacterias.
    Pero en agosto del 2 000, Birgitt Sattler, bióloga en la universidad de Innsbrück, descubrió unas bacterias, todavía desconocidas, que viven y se multiplican en las nubes.
    Las consecuencias de este descubrimiento, que puede parecer anodina, son sin duda muy importantes y podrían dar soluciones interesantes sobre la formación de la lluvia, así como sobre la capa de ozono y por consiguiente el conjunto de la climatología.

  • Durante una experimentación, el 10 % de una colonia de Bacillus subtilis ha sobrevivido a una estancia de seis años en el espacio.

  • Además, sabemos desde la época de Pasteur, que los microorganismos pueden vivir sin oxígeno.


La vida se escalona desde su forma más primitiva, la bacteria, hasta la que suponemos, a falta de otra cosa, la más evolucionada, el Hombre.
Acaso existe una forma superior de vida... Véase la hipótesis GAÏA...

¿ Cúal es el mayor ser vivo conocido ?...
¿ Una Ballena ?...

No, es una seta, o más bien su parte subterránea, el micelio, que cubre 880 hectáreas.
Descubierta en los Estados Unidos en agosto del 2 000, esta seta de la especie Armillaria ostoyae tiene por lo menos 2 400 años de antiguedad y acaso 3 veces más.
Destrona así otra armillaria de 600 hectáreas descubierta en el año 1992.


Los enigmas que hay que resolver :

  • El Origen de la vida.

  • Los Mecanismos de lo vivo.

  • La Homochiralidad, ¿ porqué todos los ácidos aminados constituyentes de las proteinas son levógiros ? y ¿ porqué todos los azucares del ADN son dextrógiros ?.

  • ¿ Existe la vida únicamente sobre la Tierre ? ( véase la exobiología )

  • ¿ Se puede crear vida ex nihilo ?

  • ¿ Cómo se hizo el paso de simples moléculas a la vida ?

  • ¿ Sería la vida inherente a la materia ?

  • etc...

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