Origen de la vida



Origen de la vida / Biogènesi

Si bé la teoria de l'evolució explica el desenvolupament i la formació de les diverses espècies vives sobre la terra, pressuposa la prèvia existència de la vida, la qual cosa condueix inevitablement a preguntar-se pel concepte mateix de què és la vida, i al problema del seu origen o problema de la biogènesi. La integració d'una teoria sobre la biogènesi en el si d'una teoria evolutiva faria d'aquesta una vasta teoria relativa al procés de transformació de la matèria des de l'origen de l'univers; procés que integraria, doncs, tant l'evolució de la matèria inorgànica, com la de la matèria orgànica. D'aquesta manera, mentre les teories evolutives remeten al problema de l'origen de la vida, la biogènesi remet a les teories cosmològiques relatives a l'origen de l'univers.

El problema de l'origen de la vida s'ha plantejat des de diverses perspectives, que, òbviament, en els seus inicis, van ser especialment de tipus mític i religiós, però que, ja des de l'aparició de la filosofia, van intentar evitar recórrer necessàriament al mite, la qual cosa va preparar el terreny per a explicacions d'ordre científic (veg. textos sobre l'origen de l'home).

Dins del context mític religiós, es concebia el problema de la biogènesi com una extrapolació de l'experiència de l'origen de la vida individual: naixement, desenvolupament i mort i, per això, es buscava, com en la vida de l'individu, un progenitor, identificat generalment amb Déu. En la tradició més estesa en occident -la concepció dominant durant segles, lligada a les creences religioses de matriu judeo-cristiana-, es concebia l'origen de la vida com un acte de creació divina, creació que podia entendre's com feta d'una vegada per sempre, o com una creació més o menys contínua, la qual cosa explicava la generació espontània. No obstant això, aquesta última creença (generalment acceptada al segle XVIII i, fins i tot, al segle XIX), també podia explicar-se a partir d'un model mecanicista o reduccionista (fruit de l'organització mateixa de la matèria a partir de causes estrictament naturals), sense necessitat d'apel·lar a una creació. En la filosofia antiga, Demòcrit podria representar el corrent materialista, que explicava la generació espontània com el fruit de la reunió a l'atzar de determinats àtoms capaços d'engendrar la vida, sense necessitat de sostenir la intervenció dels déus ni de cap mecanisme teleològic. També Lucreci proclamava que «onsevulla que la matèria immensa trobi un espai que la contingui, no hi haurà cap dificultat per al seu desenvolupament, i farà néixer la vida sota formes variades».

Aristòtil

En canvi, la teoria hilemòrfica d'Aristòtil sostenia la necessitat de la intervenció d'un principi formal estructurant de la matèria, i es feia ressò de les concepcions que atribuïen a l'ànima l'existència de la vida. En el cas dels éssers vius, aquest principi formal era, segons Aristòtil, les diverses ànimes: vegetativa, sensitiva i intel·lectiva. A causa de la gran influència d'aquest autor i a la preponderància del pensament religiós, les concepcions vitalistes i animistes van ser les més esteses durant segles. Però, en segle XVII, a partir de l'obra de Galileu i, especialment, de Descartes, es va concebre la possibilitat d'entendre els fenòmens vitals com reductibles a lleis mecàniques (el que per als cartesians, seguidors d'una concepció dualista entre ment i matèria, no era aplicable al cas de l'ésser humà). El model de l'animal-màquina (que La Mettrie va estendre a l'home en el seu home-màquina) donava la primera embranzida a concepcions no estrictament animistes. No obstant això, la constatació de la complexitat dels organismes vius (Malpighi) posava en dubte aquest fàcil reduccionisme mecanicista. Per això, al segle XVIII va haver-hi un renaixement de concepcions organicistes, vitalistes i animistes (Stahl), revitalitzades per la Naturphilosophie i la filosofia de Schelling. L'aparició de la teoria cel·lular, en canvi, va revitalitzar les concepcions reduccionistes (que explicaven els fenòmens vitals a partir de les reaccions físic-químiques) enfront de les de tipus més vitalista. Així, durant tot el segle XIX la pugna entre mecanicisme i reduccionisme, d'una banda, i vitalisme i emergentisme, d'una altra, van ser constants.

Charles Darwin

En aquest context de pugna va tenir lloc l'aparició i desenvolupament del darwinisme o teoria evolucionista de Darwin. Però si la teoria de l'evolució, malgrat les seves moltes llacunes, donava explicacions prou satisfactòries per a l'aparició de les espècies, l'elaboració d'una teoria científica sobre l'origen de la vida no es va desenvolupar fins a ben entrat el segle XX. No obstant això, ja al segle XIX un fet fonamental va ser la síntesi de matèria orgànica a partir de matèria inorgànica (concretament la síntesi de la urea), que va obrir la possibilitat d'explicar per causes purament naturals l'origen de la vida, ja que es demostrava la possible continuïtat entre matèria inorgànica i orgànica.

Així, podem assenyalar que des de finals del segle XIX les diverses concepcions per a explicar l'origen de la vida eren fonamentalment les següents:

1) Les que li atribuïen un origen diví: hipòtesis religioses compatibles tant amb el creacionisme com amb altres modalitats de creença religiosa, i compatibles també amb la creença en la generació espontània, ja que aquesta podia incloure's dins dels plans de la divinitat. (En aquest context caldria situar la concepció biogenètica de Teilhard de Chardin).

2) Les que atribuïen a la vida un origen etern. Evidentment, aquí el terme «origen» no té sentit, ja que, si hi ha origen, ha d'haver-hi novetat i començament temporal. Allò que és instantani o etern no pot, doncs, tenir origen Així, si es declara la vida com a eterna desapareix el problema de l'origen de la vida.

3) Les que l'atribuïen a la generació espontània, que eren compatibles tant amb les doctrines biogenètiques d'origen diví, com amb les doctrines independents de tota intervenció sobrenatural (com en l'esmentat cas de Demòcrit, per exemple).

4) Les que li atribueixen un origen en una creació no divina: hipòtesi de l'atzar creador.

5) Les que inclouen l'origen de la vida dins d'un vast procés evolutiu que aniria des dels components últims de la matèria fins a la vida. D'aquesta manera, es donaria una certa continuïtat entre tots dos pols.

Actualment, a partir de J.B.S. Haldane, Oparin, Melvin Calvin, H. Urey, Stanley Miller, i uns altres rellevants científics, es dóna prioritat a l'enfocament evolucionista de la vida, englobant el problema de la biogènesi dins d'una vasta teoria evolutiva que aniria des del Big Bang fins a l'ésser humà i les seves produccions culturals. A partir dels autors esmentats s'ha considerat que la vida pot sorgir com un fenomen d'autoorganització de la matèria en unes determinades condicions prebiòtiques (és a dir, prèvies a l'aparició de la vida). D'altra banda, els estudis contemporanis sobre sistemes allunyats de l'equilibri (Prigogine) han assenyalat la possibilitat de fenòmens d'autoorganització en les quals, a partir d'un caos es genera espontàniament un ordre. El descobriment de l'existència de matèria orgànica fos de la Terra, particularment en alguns estels, ha engendrat, d'una banda, la hipòtesi d'un origen extraterrestre de la vida (panspèrmia), i, d'altra banda, ha corroborat la possibilitat de l'aparició de matèria orgànica altament organitzada (aminoàcids, per exemple), en condicions prebiòtiques a la mateixa Terra, raó per la qual l'aparició de matèria orgànica com els aminoàcids que formen l'ADN –molècula fonamental de la vida tal com la coneixem–, es mostra com un procés plenament natural. Recentment s'ha considerat, a partir de l'anàlisi d'un meteorit d'origen marcià, la possibilitat de l'existència de vida en Mart o, almenys, de l'existència passada de fenòmens vitals en aquest planeta, la qual cosa vindria a ser la primera evidència científica, en el cas de comprovar-se aquesta hipòtesi, d'existència de vida extraterrestre.

Concepcions eternalistes de la vida i hipòtesi de la panspèrmia

Les concepcions eternalistes de la vida defensades a la fi del segle XIX i començaments del XX, van sorgir principalment per a oposar-se als corrents vitalistes. Precisament, per a afirmar que la vida era una propietat de la matèria, la consideraven eterna com aquesta. Però és clar que, declarar etern l'«origen» de la vida, és un contrasentit, ja que, per la mateixa definició d'eternitat, res etern pot tenir origen. Per això, la declaració d'eternitat de la vida, suposa eliminar el problema de la biogènesi més que afrontar-lo. Ja Engels s'havia oposat a aquesta concepció, en declarar en Dialèctica de la naturalesa que un materialisme conseqüent no podia afirmar l'eternitat de la vida.

Però més atenció mereix la teoria de la panspèrmia o teoria de l'origen extraterrestre de la vida. Ja, en l'antiguitat, Anaxàgores havia declarat que la vida és originada per un conjunt de «gèrmens eteris» i és que, de la mateixa manera que observem que la vegetació pot envair les illes sorgides per moviments volcànics, com a producte de la fecundació de les laves estèrils per espores transportades pel vent, es va creure també en la possibilitat que tal fenomen afectés el conjunt de la terra. El planeta hauria pogut ser sembrat per certs gèrmens vinguts d'altres mons i la concepció de l'existència de vida en altres mons va ser bastant estesa, no només en l'antiguitat, sinó també durant el Renaixement. Giordano Bruno, per exemple, proclamava que «existeixen innombrables sols i innombrables terres que giren al voltant del Sol, de la mateixa manera com els nostres set planetes giren al voltant del nostre Sol. Hi ha éssers vius habitant aquests mons».

Dins d'aquesta concepció es pot distingir entre la litopanspèrmia i la radiopanspèrmia. Segons la primera hipòtesi, basada en el descobriment de compostos de carboni en meteorits, els gèrmens primitius que haurien vingut d'altres mons haurien estat transportats per estels o per meteorits. La radiopanspèrmia, defensada a la fi del segle XIX i principis del segle XX pel biòleg i físic suec Svan Arrhenius (L'esdevenir dels mons, 1907), sosté que aquests «gèrmens» o «espores» inicials van ser transportats a la terra (i ho són encara) per la radiació còsmica. A les darreries del segle XX alguns científics notables, com el premi Nobel F. Crick (codescubridor juntament amb Watson de l'estructura molecular de l'ADN), o l'astrofísic F. Hoyle, també assenyalaven –i continuen tenint defensors– com a possible l'origen extraterrestre de la vida sobre la terra. En qualsevol cas, les diverses formes de panspèrmia, o teoria de la «fecundació» de la terra, situen l'origen de la vida sobre la terra en altres mons, però no expliquen l'origen de la vida, solament desplacen el problema cap a un nou interrogant: quin és l'origen de la vida en altres parts de l'univers? Els intents de resposta d'aquesta qüestió han donat lloc a l'exobiologia, entesa com a ciència que estudia els orígens i evolució de la vida en l'univers. Aquesta ciència (el nom de la qual es deu al biòleg i premi Nobel Joshua Lederberg) ocupa un lloc important en les actuals investigacions espacials. No obstant això, ha de distingir-se entre la panspèrmia pròpiament dita (origen extraterrestre de la vida) de la concepció de l'aportació, per part d'estels o meteorits carbonatats (condrits) de components de carboni útils o fins i tot necessaris per a l'aparició de la vida a la terra. En aquest cas no s'afirma que la vida provingui de l'espai, sinó que d'ell procedeixen els compostos carbonats necessaris per a l'evolució química que donaria lloc a la vida.

Concepcions de l'origen de la vida basades en la generació espontània

La idea que la vida pugui deure's a una generació espontània havia estat exposada ja per Demòcrit, qui la considerava, com tot el que existeix, com el fruit de la unió a l'atzar d'àtoms en el buit. De la unió de determinats àtoms, especialment subtils, sorgiria la vida. Però aquesta tesi materialista no va ser acceptada en l'antiguitat, ja que va prevaler la concepció de tipus vitalista i animista que es va reforçar amb la filosofia aristotèlica. No obstant això, es va seguir creient (fins a ben entrat el segle XIX) que determinats éssers vius, tals com els fongs, els cucs, la majoria dels insectes, i fins i tot les rates i ratolins, en determinades condicions, podien sorgir espontàniament de la matèria, especialment si aquesta es trobava en estat de descomposició o putrefacció. Aquesta generació espontània podia ser interpretada com a fruit d'una intervenció continuada de l'obra creadora de Déu, o bé, des d'una perspectiva més naturalista, com el fruit d'unes propietats inherents a determinats materials inerts (especialment els bruts o putrefactos).

Però ja des del segle XVII alguns naturalistes (Francesco Redi o Leeuwenhoeck, per exemple) van reduir la creença en la generació espontània a alguns pocs casos, com els infusorios, descoberts gràcies al microscopi, que eren dels pocs éssers vius considerats encara com a fruit de la generació espontània. També es defensava des de determinats corrents de la filosofia (Schelling, per exemple, i el seu deixeble Oken). Però en 1862 Pasteur va assestar un cop definitiu a aquesta teoria. Des de llavors, va ser totalment abandonada. Ja ningú podia creure que pogués sorgir la vida de la mera matèria sense més. Però això va tenir com a conseqüència el creixement de les concepcions de tipus vitalista, teleològic i animista. Per això I. Haeckel va declarar que «negar la generació espontània significa acceptar un miracle: la creació divina de la vida. O la vida apareix espontàniament sobre la base de certes lleis particulars, o bé ha estat produïda per forces sobrenaturals». Ara bé, aquesta declaració d'Haeckel donava un significat diferent a la generació espontània: una cosa és afirmar que els organismes sorgeixen espontàniament de la matèria, i una altra és afirmar que la vida com a tal té el seu origen en les propietats fisicoquímiques de la matèria. Seguint aquesta noció de generació espontània formulada per Haeckel es va formular l'anomenada hipòtesi de l'atzar creador, consistent a suposar la formació d'un ésser viu a partir de materials amorfs en determinades condicions, a la manera de la cristal·lització espontània de la glicerina (I. Desguin). Aquesta tesi de l'atzar creador converteix la vida en un fenomen altament improbable.

Des d'una perspectiva contrària a les tesis vitalistes, va sorgir la possibilitat, rebutjada ja la generació espontània en el sentit clàssic, de considerar des d'una nova òptica l'origen de la vida a partir de la matèria. Un pas decisiu en aquest sentit va ser la síntesi de la urea a partir de compostos inorgànics. Per primera vegada, es provava la possibilitat que la matèria orgànica pogués ser sintetitzada a partir de la inorgànica. Això, juntament amb el sorgiment del darwinisme i les concepcions evolucionistes, van possibilitar l'aparició de la concepció evolucionista de la vida.

L'origen de la vida concebut com un procés evolutiu

Aquesta concepció va sorgir al segle XIX en considerar, contra les teories vitalistes, però, també, contra el mecanicisme clàssic del segle XVII, que els éssers vius es basen en els mateixos processos físics i químics que tota la matèria, la qual cosa també es feia extensiu a l'origen de l'home. No obstant això, el problema principal era el de definir què s'ha d'entendre per «vida». Sobre la base de les dificultats de definir aquesta noció, un gran corrent del pensament va declarar que el problema de l'origen de la vida era irresoluble i romandria sempre en el terreny de la metafísica. Però, malgrat això, ja des de principis del segle XX es van fer els passos fonamentals per a l'elaboració d'hipòtesis científiques sobre l'origen de la vida. En 1924 el rus A.I. Oparin i, en 1928, l'investigador anglès J.B.S. Haldane van crear les bases teòriques perquè, posteriorment, en 1952 M. Calvin i, especialment, en 1953 S.L, Miller poguessin experimentar sobre la base de les hipòtesis dels autors anteriorment esmentats. En els anys 1960, els investigadors Va orar, Fox i Ponnanperuma van prosseguir aquests experiments que demostraven la possibilitat de la síntesi d'aminoàcids i altres molècules complexes dins d'una evolució abiòtica.

El químic suís Albert Eschenmoser i el seu equip investiguen actualment la possibilitat d'una estructura intermèdia entre l'ARN (molècula duplicativa, però extremadament fràgil) i les proteïnes (no duplicatives) que seria, segons ells, el tipus de macromolècula primordial. Per al químic britànic Cairns-Schmith, l'origen de la vida terrestre estaria en sistemes de vida cristal·lina i basada en materials inorgànics que, posteriorment, desembocarien en la vida orgànica, mentre que el químic alemany Günther Wächterhäuser sosté que els primers sistemes capaços d'autoreplicarse estaven constituïts per grans de pirita embolicats en matèria orgànica, amb la qual cosa s'acosta a la tesi de Cairns-Smith, però es basa en els tipus de vida descoberts en profundes fosses marines al voltant de fonts càlides sorgides en xemeneies volcàniques submarines, poblades de bacteris que viuen de quimiosíntesi de materials sulfurats.

En general, i a partir de les teories que han estès la noció d'evolució al món inorgànic, se sosté el model següent sobre l'origen de la vida: