El chovinismo terrícola
“La asunción de que la vida en cualquier otro lugar tiene que ser, en sentido general, como la vida aquí es una presunción que llamo chovinismo”
Carl Sagan (The Cosmic Conection, 1973)
Entre 3500 y 3800 millones de años atrás, en un planeta a 149 600 000 km de su sol, tuvieron lugar una serie de reacciones químicas que devendrían en la formación de una estructura molecular autoregulada, capaz de intercambiar energía y materia con su entorno para automanterse y finalmente reproducirse. Las condiciones en que se dio el evento fueron sin dudas determinantes. La composición del medio y la disposición de determinados elementos, así como de las fuentes de energía requeridas permitieron el surgimiento de la vida en la Tierra. Cada organismo en este planeta, es resultado de la vida que aquí se originó y ha evolucionado para existir en él.
¿Está el surgimiento de un sistema vivo restrictivamente ligado a las condiciones de la Tierra primitiva? ¿Solo pueda formarse a base de los componentes que conocemos? Son preguntas para las que no tenemos respuesta basada en los hechos pues enfrentamos una carencia de datos insalvable: solo conocemos la vida que se originó y evolucionó en este planeta. No obstante, podemos hacer algunas suposiciones.
Comencemos por lo que es, la base de la vida a nivel atómico: el carbono. Un elemento tetravalente, capaz de formar largas cadenas constituidas únicamente por sus átomos unidos mediante enlaces covalentes simples, dobles o triples; en las que puede incorporar además átomos de diferentes elementos. Estas características, unido a su disponibilidad en el universo y, en particular en ambientes planetarios “primitivos”; dan origen a uno de los chovinismos más justificados: el chovinismo del carbono [1]. Se trata de la hipótesis de que los posibles sistemas vivientes, en cualquier punto del universo, están constituidos por carbono y sus compuestos. Las singularidades del C hacen que sea difícil proponer un elemento que pudiera asumir su papel en otras formas de vida... no obstante, se han enunciado algunas hipótesis.
El silicio, congénere del carbono en el mismo grupo de la tabla periódica, ha sido frecuentemente señalado como una alternativa. Tiene la capacidad de formar estructuras análogas a las que forma el carbono cuya reactividad supera a las de este; una característica que pudiera ser favorable en ambientes con temperaturas extremadamente bajas para dar lugar a reacciones bioquímicas [2]. Sin embargo, el repertorio de elementos a los que puede unirse es considerablemente más reducido que en el caso del carbono, sus polímeros son menos diversos en cuanto a su estructura, tiene dificultad para formar enlaces dobles o triples entre sus átomos y el producto de oxidación es un sólido, la sílice (en contraste con el estado gaseoso del CO2).
En su libro The Cosmic Conection, el célebre científico y divulgador Carl Sagan [1] señala otros chovinismos respecto a la vida que están menos fundamentados. Es común la asunción del dioxígeno como un componente imprescindible para todas las formas de vida. Sin embargo, nótese que la vida surgió en la Tierra básicamente en ausencia de dioxígeno y por mucho tiempo se desarrolló sin él. Transcurrieron millones de años antes de que la concentración de O2 en la atmósfera se incrementara y la vida se adaptara para vivir en su presencia y, más aún, para emplearlo convenientemente en su metabolismo. Son conocidos organismos unicelulares capaces de emplear mecanismos de oxidación alternativos para sobrevivir en ausencia de O2, empleando el nitrato como aceptor de electrones (oxidante). Otros han desarrollado la habilidad de emplear estrictamente el sulfato para esta función, siendo organismos anaeróbicos estrictos. Un estudio reciente [3] reportó que la adaptación a ambientes anaeróbicos no es exclusiva de los organismos unicelulares; al descubrir el primer organismo pluricelular carente de genoma mitocondrial y por lo tanto incapaz de realizar la respiración aeróbica. Se trata de un parásito común del salmón llamado Henneguya salminicola. La ausencia de dioxígeno no es, por lo tanto, un argumento sólido para excluir la posibilidad de la vida.
La información de la vida es almacenada en ese maravilloso código que es el ADN, conformado de cuatro bases nitrogenadas (adenina, timina, guanina y citosina). Es la forma en que la vida que conocemos ha logrado condificar su funcionamiento y desarrollo y transmitir su herencia. Bases nitrogenadas, azúcares y fosfato son, como elementos estructurales del ADN, componentes considerados esenciales para la vida. Sin embargo, por vías sintéticas ha sido posible demostrar que el alfabeto genético no está limitado a los cuatro nucleótidos estándares y se han obtenido sistemas de información genética expandidos cuyos componentes son tan funcionales como los naturales [4,5]. Respecto a las proteínas, se ha comprobado que aminoácidos no naturales pueden ser tan funcionales en la estructura de proteínas como los veinte aminoácidos esenciales para la vida que conocemos y pueden ser empleados por los ribosomas. [6]
Los componentes moleculares de la vida en nuestro planeta están íntimamente relacionados con las características de la Tierra, su historia planetaria y las condiciones que aquí se dieron. Asumirlos como universales (siendo conscientes del tremendo alcance del término universo) es una asunción chovinista.
Conocer los límites de la vida en la Tierra, los límites de las condiciones en que prospera y de los componentes de los que se forma; saberlos menos rígidos de lo que quizás pensamos… nos hace mirar al cielo en una noche estrellada y preguntarnos si ¿es posible que estemos solos?
1 Sagan, Carl (1973). The Cosmic Connection. Anchor Books (Anchor Press / Doubleday).
2 Bains, Williams (2004) Many Chemistries Could Be Used to Build Living Systems. ASTROBIOLOGY, Volume 4, Number 2, 2004
3 A cnidarian parasite of salmon (Myxozoa: Henneguya) lacks a mitochondrial genome. Dayana Yahalomi, Stephen D. Atkinson, Moran Neuhof, E. Sally Chang, Hervé Philippe, Paulyn Cartwright, Jerri L. Bartholomew, Dorothée Huchon. Proceedings of the National Academy of Sciences Mar 2020, 117 (10) 5358-5363; DOI: 10.1073/pnas.1909907117
4 Switzer, C.Y., Moroney, S.E., and Benner, S.A. 1989. Enzymatic incorporation of a new base pair into DNA and RNA. J. Am. Chem. Soc. 111:8322-8323.
5 Piccirilli, J.A., Krauch, T., Moroney, S.E., and Benner, S.A. 1990. Extending the genetic alphabet. Enzymatic incorporation of a new base pair into DNA and RNA. Nature 343:33-37.
6 Chin, J.W., Cropp, T.A., Anderson, J.C., Mukherji, M., Zhang, Z.W., and Schultz, P.G. 2003. An expanded eukaryotic genetic code. Science 301:964-967.