Los procesos naturales sin ayuda externa nunca podrían explicar el origen de la primera célula, y los investigadores se han dado cuenta cada vez más de esto. La génesis de una célula se enfrenta a dos desafíos monumentales. Primero, requiere un sistema químico para hacer la transición a un estado de energía libre mucho mayor: mayor energía y menor entropía (orden superior). Tal transformación, sin ayuda, viola las leyes más fundamentales de la física (aquí, aquí).
Los investigadores de los orígenes han intentado identificar un proceso natural que podría suministrar la energía libre necesaria para impulsar la transformación hacia la vida. La propuesta más popular son los gradientes de protones a través de ventilaciones térmicas alcalinas. Describí en mi intercambio con Jeremy England por qué esta fuente nunca podría proporcionar ni la más mínima cantidad de la energía requerida. Otra propuesta de la biofísica Helen Hansma es que las láminas de mica incrustadas en rocas en el fondo del océano o en otros entornos podrían haber proporcionado energía mecánica para impulsar las reacciones químicas relevantes para la vida cuesta arriba. En mi intercambio con ella, demostré que ni su modelo ni ningún otro le fue mejor que los respiraderos hidrotermales.
El segundo desafío es que incluso la más simple de las células representa una disposición de moléculas altamente improbable que debe cumplir con los exigentes requisitos de la autorreplicación dirigida por información (aquí, aquí). Los investigadores líderes reconocen intuitivamente que solo un agente inteligente podría lograr los objetivos de cumplir con estos requisitos. Sin embargo, muchos no están dispuestos a considerar tal posibilidad, por lo que contrabandean la intencionalidad en sus modelos bajo la apariencia de selección natural.
Volver a Ronald Fisher
Esta tendencia se remonta a Ronald Fisher, quien fue uno de los principales fundadores de la genética de poblaciones. Él afirmó,
Fue la principal contribución de Darwin, no sólo a la biología sino a toda la ciencia natural, haber sacado a la luz un proceso mediante el cual a las contingencias a priori improbables se les da, en el proceso del tiempo, una probabilidad creciente, hasta que su no-ocurrencia, en lugar de su ocurrencia, lo que se vuelve altamente improbable.
La termodinámica dicta que los procesos naturales siempre mueven los sistemas, si no se libera calor, en una dirección donde aumenta la entropía, lo que corresponde a estados de mayor probabilidad. Como ilustración burda, una habitación ordenada tenderá a ensuciarse porque una disposición de elementos correspondiente a una habitación desordenada es mucho más probable que a una habitación ordenada. La lógica de la evolución darwiniana es que la selección natural puede anular la termodinámica al dirigir una entidad autorreplicante hacia un estado de baja probabilidad.
Elbert Branscomb y Michael Russell son dos arquitectos del modelo de ventilación hidrotermal y describen su invocación de la selección natural en un artículo de dos partes utilizando los términos más llamativos. En la primera parte, enumeran en sus requisitos clave de la vida un motor molecular para impulsar los procesos enérgicamente cuesta arriba y máquinas moleculares dedicadas para gestionar incluso los procesos cuesta abajo.
Pero incluso aquellos [procesos] de las transformaciones moleculares de la vida que corren cuesta abajo tienen que ser sacados de las manos de la química y «manejados» por una máquina macromolecular dedicada, para imponer un control condicionalmente manipulable sobre las velocidades de reacción y excluir reacciones indeseables, tanto en cuanto a reactivos como a productos. Por sí sola, la química es demasiado indiscriminada e incontrolable.
En la segunda parte, Branscomb y Russell afirman que el origen de la vida también depende de los motores y la dirección de reacciones altamente especificadas. Reconocen que tal sistema nunca podría haber surgido a través de la química estándar:
En particular, afirmamos que es insostenible pensar que la bioquímica relevante para la vida podría haber surgido en el caos químico producido por la química de acción de masas y las entradas de «energía» químicamente inespecíficas, y solo más tarde haber desarrollado sus desalentadores mecanismos específicos (como parte de evolucionando todas las características del resto de la vida).
Más bien, afirman que la primera célula se diseñó mediante selección natural:
En cambio, afirmamos, tuvo que haber sido lanzado de forma simple y «específica» y, a partir de entonces, la guadaña de la selección natural la obligó a mantener el estándar de especificidad necesario en cada incremento evolutivo de complejidad. Más específicamente, todos los dispositivos de la vida, metabólicos y estructurales, deben haber sido inventados por ella, «in situ», paso a paso, y «en vuelo», comenzando con las entradas más simples posibles (por ejemplo, CO2, H2, CH4 , NO, etc. ver Figura 1) y el «aprendizaje en sí mismo», por ensayo y error, cuyos pequeños cambios, ocurriendo ellos mismos por casualidad, fueron útiles: cada paso incremental en este proceso de construcción de complejidad necesariamente siendo examinado por el sistema tanto para “encajar” como para “aportar” más utilidad que costo.
Nada se reproduce
El problema obvio es que nada se está reproduciendo, por lo que la selección natural nunca podría haber comenzado. Los autores apelan no a un proceso físico real, sino a una entidad que puede mantener los estándares, inventar, aprender por ensayo y error, y examinar para «encajar» y ser útil. La única entidad con tales capacidades es un Diseñador Inteligente.
Otros investigadores de los orígenes han intentado aplicar la selección natural a las reacciones autocatalíticas, que son conjuntos de reacciones químicas interconectadas que se vuelven autosuficientes. Expliqué en mi intercambio con Hansma por qué un sistema así siempre se alejaría de la vida, nunca avanzaría hacia ella. Líderes en la investigación de los orígenes, como Leslie Orgel, incluso han descrito los modelos de origen de la vida basados en conjuntos de reacciones como atractivos para la química hipotética de «si los cerdos pudieran volar» (aquí).
La hipótesis del mundo del ARN
Como otro ejemplo, la hipótesis del mundo del ARN presupone ARN autorreplicantes o conjuntos autocatalíticos de ARN que se replican entre sí, y se pretende que la selección natural dirija la evolución del ARN en estructuras plegadas complejas que impulsan reacciones relevantes para la vida. Sin embargo, incluso si la síntesis no dirigida de ARN no fuera completamente inverosímil (aquí y aquí), los ARN que dominarían rápidamente en cualquier escenario evolutivo serían aquellos que fueran más pequeños y simplemente se replicaron más rápido, sin realizar otras funciones útiles. Por el contrario, aquellos ARN que se plegaran en el tipo de estructuras que potencialmente podrían ayudar en el origen de la vida se replicarían más lenta y rápidamente desaparecerían de la población (aquí). La investigación que sugiere lo contrario invariablemente impone suposiciones muy poco realistas en modelos computacionales, o se centra en experimentos que requieren una enorme intervención del investigador (aquí y aquí) y en ocasiones condiciones, como altas temperaturas, que degradan rápidamente el ARN y sus componentes básicos (aquí).
Los investigadores reconocen cada vez más que los modelos de los orígenes basados en conjuntos de reacciones autocatalíticas (hipótesis del metabolismo primero) o ARN replicantes (hipótesis del mundo del ARN) son irremediablemente inverosímiles. En cambio, proponen que los ARN en evolución seleccionaron conjuntos de reacciones químicas que favorecieron la vida, y esos conjuntos de reacciones seleccionaron ARN que ayudaron a dirigir adecuadamente las reacciones relevantes para la vida (aquí, aquí). Por ejemplo, el teórico de la evolución John Stewart propone que se seleccionaron ARN que crearon un conjunto de reacciones químicas que se fusionaron en un metabolismo funcional:
La hipótesis del metabolismo controlado sugiere que el ARN que podría cosechar un flujo continuo de beneficios de un proto-metabolismo particular podría funcionar mejor en algunas circunstancias que el ARN que saqueó y siguió adelante. Es importante destacar que esta corriente de beneficios podría mejorarse en gran medida si el ARN usara su poder para superar la barrera de cooperación, aumentando así la productividad del proto-metabolismo. De esta manera, la selección que opera sobre el ARN podría favorecer la aparición de administradores que «cultivan» un metabolismo y usan su poder para mejorar su productividad.
Stewart luego describe los poderes de estos ARN:
Así como un gobierno poderoso es esencial para que surjan sistemas sociales y económicos complejos, el ARN poderoso fue esencial para permitir que las organizaciones químicas simples evolucionen hacia metabolismos complejos y cooperativos. El ARN logró esto suprimiendo a los oportunistas que de otro modo socavarían la cooperación compleja, y apoyando a los cooperadores para asegurar la cooperación pagada. Era de interés evolutivo del ARN gobernar los metabolismos de esta manera porque podía capturar parte del aumento de productividad que se producía mediante su gobernanza. El resto es evolución.
En algún momento, el lector atento debe preguntarse si una molécula de ARN podría gobernar las reacciones químicas, suprimir a los oportunistas, apoyar a los cooperadores y actuar en su propio interés. En realidad, una colección de ARN liberados en un respiradero alcalino, piscina primordial o cualquier otro entorno realista simplemente se rompería. Una vez más, el único agente con tales capacidades es un Diseñador Inteligente. A medida que aumenta nuestra comprensión de la biología celular, los investigadores descubren continuamente que el único marco capaz de comprender el origen de la vida se basa en el Diseño, y cada vez más tienen que introducir de contrabando el Diseño en su investigación, oculto en el lenguaje de la selección natural, la evolución y la auto organización. Con el tiempo, un mayor número de lectores atentos verán la verdadera fuente del poder creativo detrás de la vida.
Artículo publicado originalmente en inglés por Biran Miller Ph.D. en Evolution News & Science Today
