ÍNDICEQUIÉNES SOMOSESCRÍBENOSENGLISH

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¿CÓMO SE REPRODUCÍAN LOS PRIMEROS BIONTES?
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ANTECEDENTES E HIPÓTESISCALDO NUTRITIVODIAGRAMA DESCRIPTIVO

ANTECEDENTES E HIPÓTESIS

¿Puede existir vida sin reproducción? Sí, de hecho, las células rojas de la sangre de los mamíferos no se reproducen; aún así, ellas experimentan vida por un período de cerca de seis meses. Debido a que las células rojas de la sangre no  poseen mitocondrias, ellas no poseen un mecanismo estable para generar muerte celular programada; en esta intervienen las sustancias producidas por otras células con mitocondrias; esas sustancias se ponen en contacto con las membranas de las células rojas de la sangre, las cuales son introducidas dentro de sus citoplasmas y entonces comienza el proceso de muerte celular programada (Apoptosis). (Bratosin D. et all. Programmed cell death in mature erythrocytes: a model for investigating death effector pathways operating in the absence of mitochondria. National Library of Medicine. 2001; Vol. 8 (12): pp.1143).

¿Quiere decir esto que los hematíes son seres vivientes inmortales? No, ellos mueren al alcanzar los seis meses de edad, aproximadamente; la apoptosis se emplea para matar a las células defectuosas, con metabolismo errático, o para mantener estabilidad en el número de esta especie de células sanguíneas. (Ham, Arthur W. J. B. Histology. Lippincott Company. 1974. New York, NY).

Empíricamente, los científicos hemos demostrado que es imposible la génesis espontánea de ribozimas en la naturaleza; ellas simplemente no se sintetizan espontáneamente y los científicos tenemos qué intervenir como activadores directos y operadores absolutos de su síntesis; no existe la síntesis espontánea de replicadores de ARN en la naturaleza, es decir, que la síntesis de moléculas de ribozimas independientes de la célula solo ocurre en los laboratorios por efectos de la intervención humana intencional. Lo mismo se puede decir sobre la catálisis de nucleótidos y de péptidos complejos.

Entonces, ¿cómo se reproducían los primeros biontes? Muchos científicos hemos concluido que los arqueobiontes no se reproducían como lo hacen las células actuales, por medio de división celular codificada. Los Biólogos teóricos hemos deducido hipotéticamente que los primeros biontes pudieron ser grandes biomembranes desplegadas sobre substratos sólidos húmedos, o en los fondos de charcas pequeñas, o sobre suelos sólidos cubiertos por capas acuosas, en donde las biomembranas se ponían en contacto con las substancias acumuladas en las grietas y agujeros del piso formando microcosmos aislados del ambiente exterior, pero interactuando recíprocamente con las sustancias necesarias para mantener estables los estados térmicos y estructurales acumuladas en los huecos y con el ambiente exterior. (Vaneechoutte, M. The Scientific Origin of Life. Annals of New York Academy of Sciences. Vol. 901, pp. 145. New York, NY. 2000). Además, pienso que el Campo Electrodinámico generado por el Gradiente Electroquímico ya se manifestaba espontáneamente en aquellas biomembranas amfifílicas de dos capas.

Es más factible que el primer bionte no se auto-reprodujera, sino que generara algo parecido a vesículas vivientes que se separaban de las grandes biomembranas a medida que estas crecían en volumen. Probablemente, cientos de miles, millones, miles de millones de vesículas vivientes se generaban de una manera semejante al proceso reproductivo de gemación en las levaduras (Campbell, Neil A., et al. Biology. Addison Wesley Longman, Inc. 1999, Menlo Park, CA). Una - o muchas- de esas burbujas vivientes, pudo tener la afinidad química y las estructuras moleculares correctas que les permitieron sintetizar moléculas capaces de almacenar la información de esos arqueobiontes y de generar el primer proceso de autoreproducción.

El resto del proceso se desarrollaría por simple afinidad química. Las moléculas autocatalíticas afines a los nucleótidos podrían emplear a estos para almacenar información y al mismo tiempo los nucleótidos encadenados simples podrían regular la producción de moléculas catalíticas que servirían para mantener la estabilidad térmica del bionte completo durante períodos bien definidos. De esta manera, los ácidos nucleicos fueron sintetizados por un mero accidente bioquímico, sin que existiera un propósito final de crear genomas completos. Las primeras moléculas de ácidos nucleicos eran bastante simples y fueron sintetizadas de acuerdo a las necesidades inmediatas de los biontes formados por las biomembranas cubriendo huecos en suelos húmedos irregulares. A medida que las necesidades del bionte para el almacenamiento de información bioquímica fueran mayores, las moléculas catalíticas del bionte añadirían más y más secuencias de nucleótidos a la cadena primaria, formando cadenas cada vez más complejas. Ésta es la explicación más razonable para la presencia de genes inútiles en los genomas de todos los seres vivos y el de los plásmidos, al parecer inútiles, en el citosol de las bacterias.

Es más factible que el primer bionte no se auto-reprodujera igual que lo hacen las células modernas, sino que se generara algo parecido a vesículas vivientes que se separaban de las biomembranas más grandes. Cientos de miles, millones, miles de millones de vesículas vivientes se separaron así, asemejando el proceso reproductivo de gemación en levaduras (Campbell, Neil A., et al. Biology. Addison Wesley Longman, Inc. 1999, Menlo Park, CA). Una -o quizás muchas- de esas vesículas desprovistas de material genético podrían haber exhibido la afinidad química y las estructuras moleculares requeridas para adquirir compuestos desde el ambiente para poder sintetizar moléculas de ARN (probablemente ribozimas), las cuales podrían almacenar la información de esos arqueobiontes y generar el primer proceso de auto-replicación codificada, utilizando transcriptasas inversas.

Deseo decirle que este modelo soluciona casi todas las incertidumbres que la teoría clásica de Oparin-Miller, la hipótesis del mundo de ARN y la hipótesis de múltiples impactos de meteoritos no han podido descifrar.

Esta propuesta es sin duda comprobable tanto mediante experimentación como por análisis Hipotético-Deductivo, puesto que hemos unificado la mayor parte de los datos actualizados sobre los hechos y descubrimientos modernos relacionados con la Abiogénesis.

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CATÁSTROFE OSMÓTICA

Cuando estudiamos el tema del Origen de los Seres Vivientes en la Tierra el esquema que se expone es el de la hipótesis sobre un caldo nutritivo hipertónico en donde se autocatalizaban moléculas orgánicas prebióticas que darían origen a microesferas, coacervados, protobiontes y, finalmente, células vivientes.

El primer problema que emerge es con relación a la síntesis abiótica de compuestos prebióticos y el mantenimiento de su integridad estructural en un ambiente sobresaturado como sería el caldo nutritivo propuesto por la hipótesis clásica.

El hecho de que una biomembrana se formara espontáneamente no plantea problema alguno, pues ya se ha comprobado experimentalmente que las biomembranas pueden formarse espontáneamente aún en ambientes de microgravedad y vacío ordinario, por ejemplo, en el vecindario de la nebulosa terrestre. Esto también sería altamente posible en un ambiente supersaturado por moléculas orgánicas e inorgánicas.

El problema verdadero se origina cuando la hipótesis del caldo nutritivo supone la existencia de protobiontes que aún no poseían vida ¡inmersos en esa sopa! Ello implica el gravísimo problema de la asimetría que debía existir espontáneamente para que los biomembranas recién formadas pudieran mantener una solución interna hipertónica, siendo que ellos estaban en un ambiente envolvente hipotéticamente hipertónico. Examinando el tema, obtenemos tres circunstancias posibles:

1. Modelo Hipotónico. El protobionte tenía un ambiente interno hipotónico en relación con el medio circundante. Esto quiere decir que el medio interno contenido por la biomembrana contendría una concentración de substancias químicas  menor que la del ambiente exterior.

Esto causaría un grave problema de colapso osmótico (plasmólisis) puesto que las sustancias se moverían espontáneamente hacia el interior de esa especie de vesículas y estas perderían el agua contenida en su interior secándose como frutas secas. Para empezar, el arreglo de tal sistema prebiótico sería imposible, pues la alta concentración de substancias oxidantes en ese caldo nutritivo imaginario no permitiría una síntesis espontánea de biomembranas. Al contrario de lo que se dice, las substancias tenderían a moverse desde el medio ambiente hacia el interior del protobionte, en tanto que el agua tendería a abandonar el ambiente interno del protobionte. Recuerde el experimento sobre osmorregulación, en donde se ejemplificaba la forma en que las moléculas siempre se mueven espontáneamente desde el lado de mayor concentración de un producto hacia el lado de menor concentración del mismo, a través de una membrana semipermeable de celulosa, lo cual mantiene un equilibrio osmótico entre ambos lados de la membrana semipermeable. Usted sabe que esto es debido a la diferencia en las presiones osmóticas a cada lado de la membrana semipermeable.

2. Modelo Hipertónico. El protobionte tendría un ambiente interno hipertónico con respecto al caldo nutritivo. Es decir, que el ambiente interno del protobionte tendría una concentración de substancias mayor que la del caldo nutritivo o ambiente exterior.

En este caso, ocurriría la catástrofe osmótica debido a una incontrolable absorción espontánea de agua hasta que el protobionte reventara (lisis).

3. Modelo Isotónico. El protobionte tendría un ambiente interno isotónico con respecto al caldo nutritivo. Esto significa que la solución interna de las vesículas tendrían una concentración de substancias igual a la concentración de substancias en el ambiente externo. Este ambiente sería el más propicio para la estabilidad de los protobiontes.

A partir de estos modelos, los científicos concluimos que las biomembranas primitivas no tenían un mecanismo de transporte activo, circunstancia que pudo haber ocurrido posteriormente en forma totalmente espontánea.

El ambiente isotónico facilitaría la evolución química de los protobiontes, a diferencia de los otros escenarios, que la impedirían absolutamente. Sin embargo, no era posible que las vesículas fuesen glóbulos enteramente envueltos por membranas amfifílicas de dos capas, pues las primeras de ellas no realizarían el transporte activo aludido. Recordemos que estamos hablando de evolución química espontánea, lo cual implica pasos generados por afinidad química entre los diversos complejos orgánicos.

Entonces, el modelo de esferitas dinámicas se viene abajo en cada uno de los modelos propuestos. La única solución es la propuesta por Vaneechoute, o sea el modelo de una membrana extendida sobre los suelos de los océanos cubriendo oquedades repletas de substancias orgánicas complejas que podían pasar a uno y otro lado de las biomembranas. De esta manera, por afinidad química, algunas de las proteínas que intentaran pasar a través de esas membranas amfifílicas de dos capas se acoplarían espontáneamente a estas, permaneciendo como transportadores convenientes de otras substancias.

Otra cosa muy importante, fue la síntesis espontánea de membranas con las estructuras moleculares apropiadas que ofrecían las características físicas mínimas que las indujeron a experimentar una interacción dinámica de las partículas cargadas a través de los fotones, para ser exacto, un Campo Electrodinámico, Campo Electroquímico, o Campo Biótico.

Le tengo la buena noticia sobre la existencia de seres vivientes modernos que no poseen mitocondrias ni cloroplastos y que, sin embargo, poseen membranas celulares con las características físicas antedichas, que pueden ser remanentes de aquéllas vesículas sin ácidos nucleicos que se separaban de la masa membranosa principal. Estos seres vivientes modernos son las arqueobacterias, las cianobacterias y las verdaderas bacterias. La existencia de estas pilas energéticas vivientes nos da pistas importantes que corroboran nuestra propuesta sobre el origen de la vida en la tierra o Abiogénesis.

La única incertidumbre reside en el mecanismo por el cual las vesículas eran envueltas totalmente por la membrana; aunque podríamos deducir que, al acabar la formación de la vesícula, la membrana se cerraba sobre sí misma a través del mismo mecanismo usado por algunas bacterias y levaduras cuando producen gémulas (gemaciòn); sin embargo, los protobiontes eran vesículas vivas desprovistas de ácidos nucleicos.

Autor: Biól. Nasif Nahle Sabag

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