L'ésser humà és un ens complex, que a més de encarregar-se de satisfer les seves necessitats bàsiques, també requereix donar explicació a la seva existència i orígens. D'aquí sorgeixen diversos postulats, que abasten des dels camps religiosos i filosòfics, fins als científics. Dins del corrent científica, va ser postulada una teoria d'evolució molecular anomenada teoria quimiosintètica, basada en els estudis dels científics Alexander Oparin i John Haldane, que tot i no haver treballat en conjunt van arribar a la formulació d'una mateixa hipòtesi, la qual dóna continuïtat als fonaments plantejats en la teoria de l'big bang, fent oposició la teoria de la generació espontània, ia les teories religioses sobre el gènesi de la vida.
Què estableix la teoria quimiosintètica?
Aquesta teoria estableix que l'hidrogen (H2) Present en l'atmosfera primordial va reaccionar amb àtoms de carboni, de nitrogen o d'oxigen formant un brou nutritiu, el qual al l'entrar en contacte amb diverses fonts d'energia primitiva van donar origen a diversos aminoàcids, els quals constitueixen els blocs bàsics de la vida orgànica .
Condicions en l'atmosfera segons els postulats quimiosintètics
La teoria quimiosintètica estableix que l'atmosfera primitiva havia de tenir característiques que propiciessin les reaccions reductores, ja que d'haver existit una atmosfera amb tendències oxidatives, els components de la «Sopa primogènita» s'haurien degradat. Per tal motiu els científics que han postulat les diverses teories evolucionistes afirmen que en les condicions inicials de l'planeta no va poder haver existit oxigen, ja que les reaccions d'oxidació no haurien fomentat el desenvolupament de la vida.
Fonaments de la teoria quimiosintètica
L'etapa de la postulació d'una sèrie de teories que trencaven amb els precedents de la teoria de la generació espontània (àmpliament acceptada en la seva època) es va iniciar en1864 arran dels estudis de l'científic francès Luis Pasteur, qui va demostrar en els seus experiments que " el viu procedeix del que viu ", donant peu a el desenvolupament de noves teories. Entre aquestes teories es troba la quimiosintètica, la qual estableix que la vida es va originar a partir de la reacció d'elements químics bàsics. A continuació s'explica a detall els elements que conformen aquest postulat:
Composició de la terra en els seus inicis: aquesta teoria considera que a l'inici, el planeta tenia una atmosfera que no té oxigen lliure, essent, però rica en altres components, principalment hidrogen (altes concentracions), Pel que era reductora, el que propiciava l'alliberament d'àtoms d'hidrogen en les espècies químiques presents. Addicional a això contenia altres compostos químics bàsics com el són: l'àcid cianhídric (HCN), metà (CH4), diòxid de carboni (CO2), aigua (H2O) i altres components.
- Formació de l'brou nutritiu: també conegut com sopa primogènita, Va consistir en l'aglomeració d'un líquid nutritiu format per tots aquests components de l'atmosfera primitiva. Aquest volum de líquid va donar origen als primers mars. Com va succeir això? La teoria quimiosintètica estableix que com a conseqüència de l'refredament de l'atmosfera, es va produir una condensació de vapor d'aigua provinent dels volcans, el qual va arrossegar amb si tots aquests components, formant el brou nutritiu, El qual s'acumularia en depressions (oceans) sondi es quedarien per llargs períodes de temps sense risc de descomposició.
- Aparició d'estructures més complexes: En aquest procés va ser vital l'acció de diverses fonts d'energia, com les tempestes elèctriques, radiacions solars i erupcions volcàniques. El resultat d'aquestes reaccions, van ser components complexos com sucres, àcids grassos, glicerina i aminoàcids. Amb el pas el temps l'evolució va donar origen a unes estructures que Oparin va anomenar coacervats, Estructures biològiques més resistents i avançades que van ser els precursors d'àcids nucleics actuals.
Formació de coacervats
Oparin va establir que en el procés d'evolució de les espècies químiques contingudes en aquest brou primogènit, Van sorgir els coacervats, els quals eren espècies complexes, que en el moment de la divisió cel·lular es van unir en una sola estructura, adquirint així una membrana que els hauria convertit en organismes únics, amb capacitat de autosíntesis (habilitat per produir el seu propi aliment) , que anirien evolucionant cap a formes cada vegada més estables i complicades que van arribar a convertir-se en veritables estructures vivents. Segons la teoria quimiosintètica aquests organismes primordials van ser l'origen de l'món vegetal i animal del nostre planeta.
Inicialment, no existia una capa d'ozó, que protegís a les cèl·lules de la radiació directa de el sol. Per això es creu que és possible que les primeres estructures es creessin i fossin destruïdes sense parar per la incidència directa de l'energia solar. Després de milions d'anys, com cèl·lules van poder evolucionar a sistemes orgànics més complexos, cosa que els hauria permès multiplicar-se. Posteriorment, aquestes van començar a sintetitzar el seu aliment a través de l'energia solar, realitzant el procés de la fotosíntesi i enviant oxigen pur a l'atmosfera, el que posteriorment es convertiria en la capa d'ozó.
A continuació es defineix el procés de formació d'un coacervat:
- Tot s'inicia amb la formació de molècula organitzada i estable.
- D'acord transcorre el temps, es forma una segona molècula complementària (macromolècula) i la mateixa forma part de l'coacervat.
- Aquesta macromolècula es separa de l'coacervat on va veure el seu origen.
- La macromolècula comença a atreure compostos que pot enllaçar a la seva estructura, recreant el coacervat original.
Experiment de Stanley Miller i Harold Urey (1953)
Si bé els postulats de la teoria quimiosintètica van ser asseguts en l'any 1924 per Oparin i Haldane, temps després dos científics van recrear en un experiment a escala amb les condicions de l'atmosfera primitiva, sotmetent la barreja d'hidrogen, metà i amoníac a múltiples descàrregues elèctriques , sintetitzant diversos àcids orgànics. El propòsit d'aquesta prova va ser la demostració que la síntesi de compostos orgànics era espontània, i que havia passat a partir de les molècules senzilles que es trobaven a la primera atmosfera.
Per al disseny del seu experiment, ells van prendre un recipient de vidre i van abocar certa quantitat d'aigua, de manera que va quedar ple en forma parcial, també es van col·locar en aquest una barreja dels gasos dalt esmentats. Aquest contingut es va sotmetre a descàrregues elèctriques que simulaven les tempestes prehistòriques succeïdes en els inicis de la planeta.
Aquesta prova va tenir una durada d'una setmana, i un cop transcorregut, es va procedir a l'anàlisi dels resultats. El primer indicador de les reaccions ocorregudes, va ser que es va observar un canvi en el color de l'aigua que a l'inici era transparent, i que després de la setmana aquesta va adquirir un to rosa, que posteriorment passaria a ser marró, a mesura que va ser enriquint-se en aminoàcids i molècules orgàniques essencials.
Aquest experiment va ser una contribució que sustenta la teoria que les primeres formes de vida van ser formades a partir de reaccions químiques dutes a terme en forma espontània.