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Perspectivas en el estudio del origen de la vida

Esto es solo un resumen de un artículo de revisión sobre este asunto publicado en la revista Open Biology de la Royal Society el 1 de marzo de 2013. El hecho de que hayan pasado más de siete años desde su publicación no invalida los razonamientos de sus autores, Addy Pross y Robert Pascal, químico y bioquímico respectivamente, puesto que no parece que se hayan hecho desde entonces progresos revolucionarios.

Empiezan con una pregunta: ¿Es resoluble en principio el problema del origen de la vida? Y distinguen dos preguntas distintas en ella: una pregunta por la historia y otra por los principios. Consideran que la primera, aunque muchos experimentos e hipótesis se han hecho y se hacen, difícilmente se podrá responder algún día, ya que para estudiar la historia hacen falta registros que en este caso parecen de difícil hallazgo; además, existe la posibilidad de que en los tiempos iniciales no hubiese un flujo genético vertical, sino que este fuese horizontal, con lo que no se podría tener información filogenética. En este sentido, consideran que el enfoque histórico puede conducir a elucubraciones muy sugerentes, pero no es falsable, lo que limita su valor científico.

La búsqueda de unos principios que debieron de regir el origen de la vida, un enfoque ahistórico, se centra en los procesos generales que deberían regir el paso de la materia inanimada a la materia viva. Hoy hay bastante consenso científico en que la vida no se debió de originar por una cadena de procesos aleatorios, de “accidentes” de escasa probabilidad cuya sucesión sería de tal improbabilidad que haría casi imposible su repetición (con lo que la exobiología sería de hecho, y no solo como una broma, una ciencia sin objeto, digo yo). Actualmente se considera entre quienes estudian el problema del origen de la vida que este debió de obedecer a unos principios físicos y químicos que garantizarían que en ciertas condiciones este origen fuese inevitable. Hallar estos principios allanaría mucho el camino, también a quienes buscan respuestas a la primera versión de la pregunta.

Hay un amplio acuerdo en el papel de la autocatálisis en el origen de la vida. Dos escuelas de pensamiento rivalizan dentro de este consenso: quienes defienden “la autorreplicación primero” o “el metabolismo primero”, pero en ambos casos se trata de autocatálisis e incluso podría ser, como indican ciertos hechos (los ribozimas o ARN con capacidad enzimática y la consecución de la autorreplicación de algunos de ellos gracias a su actividad “enzimática”) que ambas cosas fuesen de la mano. Aceptar el papel central de la autocatálisis lleva al estudio de distintos sistemas autocatalíticos en busca de los principios que rigen la autocatálisis y sus propiedades, lo cual puede arrojar mucha luz para responder a la versión ahistórica de la pregunta.

Uno de los autores, Addy Pross, ha descrito un nuevo tipo de estabilidad en la naturaleza, la estabilidad cinética dinámica. Es un tipo de estabilidad aplicable solo a los sistemas de replicación persistentes, sean químicos o biológicos, y se trata de un estado lejos del equilibrio termodinámico en que estos sistemas crecen por la aparición de nuevos bloques componentes que contrarresta y supera la desaparición de los existentes. Esta estabilidad caracteriza a las poblaciones de replicadores, no a los replicadores mismos, que son inestables. Hay evidencia teórica y empírica de que hay una regla de selección por la que los sistemas de replicadores menos estables tienden con el tiempo a volverse más estables. Este tipo de estabilidad de sistemas de replicadores se da tanto en sistemas químicos como en sistemas biológicos, lo cual unifica en cierta manera la química con la biología en una química de sistemas con estabilidad cinética dinámica, estableciendo una continuidad entre la fase química del origen de la vida y la fase biológica, produciéndose una transición gradual entre ellas. Así, resulta posible aplicar conceptos de la evolución biológica a la fase abiogénica y conceptos químicos a esta última, lo cual permitiría una generalización mayor de la teoría de la evolución, o más bien una nueva teoría evolutiva más general expresada en términos físicoquímicos y aplicable por igual a determinados procesos químicos y a procesos biológicos.

Los autores se plantean abordar estas cuestiones de manera experimental, y ya tienen un concepto candidato a la explicación de la tendencia de los sistemas constituidos por replicantes a aumentar su estabilidad: la complejidad. Y plantean una serie de preguntas que a su entender deberían guiar la investigación: ¿Qué grupos químicos facilitarían la aparición de redes complejas de replicación? ¿Solo pueden ser los ácidos nucleicos o habría otros compuestos con la misma capacidad? ¿Son necesarias las plantillas para la replicación o podría producirse también por redes en ciclos cerrados sin necesidad de ellas? ¿Cómo contribuiría dentro de una red la aparición de nuevas unidades replicantes a su estabilidad?

El enfoque de estos dos investigadores tiene algo más que una similitud superficial con el del japonés Kunihiko Kaneko, aunque los detalles son bastante distintos. Ambos enfoques comparten un fundamento que podríamos llamar filosófico, consistente en abordar el tema a la manera de los físicos, es decir, basándose en el mínimo d propiedades de un fenómeno que han de permitir su estudio, en una simplificación inteligente. Más adelante, si hace falta, se añadirán otras propiedades y detalles para conocer los casos particulares. Una diferencia muy importante entre el trabajo de Kaneko, por una parte, y el de Pross y Pascal, por la otra, es que el primero aborda todos los aspectos del fenómeno “vida”, desde la reproducción y el desarrollo hasta el origen, mientras que los segundos se centran en este último aspecto.

El reconocimiento de ese tipo de estabilidad compartida por sistemas químicos y biológicos conlleva el de la continuidad radical de la abiogénesis y la evolución biológica.

Noviembre de 2020

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