En biología , la abiogénesis o el origen de la vida [3] [4] [5] es el proceso natural por el cual la vida ha surgido de la materia no viva, como los compuestos orgánicos simples . [6] [4] [7] [8] Si bien aún se desconocen los detalles de este proceso, la hipótesis científica prevaleciente es que la transición de entidades no vivas a entidades vivas no fue un evento único, sino un proceso evolutivo de complejidad creciente. que involucró la autorreplicación molecular , el autoensamblaje , la autocatálisis y la aparición demembranas celulares . [9] [10] [11] Aunque la ocurrencia de abiogénesis no es controvertida entre los científicos, sus posibles mecanismos son poco conocidos. Hay varios principios e hipótesis sobre cómo podría haber ocurrido la abiogénesis. [12]
El estudio de la abiogénesis tiene como objetivo determinar cómo las reacciones químicas anteriores a la vida dieron lugar a la vida en condiciones sorprendentemente diferentes a las de la Tierra actual. [13] Utiliza principalmente herramientas de biología, química y geofísica , [14] con enfoques más recientes que intentan una síntesis de las tres: [15] más específicamente, astrobiología , bioquímica , biofísica , geoquímica , biología molecular , oceanografía y paleontología . La vida funciona a través de la química especializada del carbonoy agua, y se basa en gran medida en cuatro familias clave de sustancias químicas: lípidos (membranas celulares), carbohidratos (azúcares, celulosa), aminoácidos (metabolismo de proteínas) y ácidos nucleicos (ADN y ARN). Cualquier teoría exitosa de la abiogénesis debe explicar los orígenes y las interacciones de estas clases de moléculas. [16] Muchos enfoques de la abiogénesis investigan cómo surgieron las moléculas autorreplicantes , o sus componentes. Los investigadores generalmente piensan que la vida actual desciende de un mundo de ARN , [17] aunque otras moléculas autorreplicantes pueden haber precedido al ARN. [18] [19]
El experimento clásico de Miller-Urey de 1952 e investigaciones similares demostraron que la mayoría de los aminoácidos, los constituyentes químicos de las proteínas utilizadas en todos los organismos vivos, se pueden sintetizar a partir de compuestos inorgánicos en condiciones destinadas a replicar las de la Tierra primitiva . Varias fuentes externas de energía pueden haber desencadenado estas reacciones, incluidos los rayos y la radiación . Otros enfoques (hipótesis de "primero el metabolismo") se centran en comprender cómo la catálisis en los sistemas químicos de la Tierra primitiva podría haber proporcionado las moléculas precursoras necesarias para la autorreplicación. [20]
La Tierra sigue siendo el único lugar en el universo que alberga vida, [21] [22] y la evidencia fósil de la Tierra informa la mayoría de los estudios de abiogénesis. La edad de la Tierra es de 4,54 Gy (mil millones de años); [23] [24] [25] la evidencia indiscutible más antigua de vida en la Tierra data de al menos 3,5 Gya (hace Gy), [26] [27] [28] y posiblemente ya en la Era Eoarchean (3,6–4,0 Gya ). En 2017, se encontró una posible evidencia de vida temprana en la tierra en geyserita de 3,48 Gyo (Gy de edad) y otros depósitos minerales relacionados (que a menudo se encuentran alrededor de aguas termales ).y géiseres ) descubiertos en el Cratón Pilbara de Australia Occidental . [29] [30] [31] [32] Otros descubrimientos sugieren que la vida pudo haber aparecido en la Tierra incluso antes. A partir de 2017 [actualizar], los microfósiles ( microorganismos fosilizados ) dentro de los precipitados de respiraderos hidrotermales datados de 3,77 a 4,28 Gya en rocas en Quebec pueden albergar el registro más antiguo de vida en la Tierra, poco después de la formación del océano 4,4 Gya durante el Eón Hadeano . [1] [2] [33] [34] [35]
La estrategia de la NASA sobre abiogénesis intenta identificar interacciones, estructuras y funciones intermedias, fuentes de energía y factores ambientales que contribuyeron a la diversidad, selección y replicación de sistemas macromoleculares evolutivos, [36] y mapear el panorama químico de polímeros informacionales primordiales potenciales. . El advenimiento de polímeros que podían replicarse, almacenar información genética y exhibir propiedades sujetas a selección probablemente fue un paso crítico en el surgimiento de la evolución química prebiótica. [36]