Biziaren jatorria, Ehun urteko historia: Oparinetik gaur arte

XIX. menderarte biziaren jatorria "generazio espontaneoaren" edo berezko sorkuntzaren bidez azaltzen zen. Lamarck ikerlari frantsesak XVIII. mendean lehenbiziko eboluzio-teoria azaldu zuenean, eboluzioaren kontzenptua aurkeztu zuen. Bere teoriaren arabera, inguruak izaki bizidunen itxura eta herentzia alda ditzake.

Teoria hori lau premisetan oinarritu zuen: Lehena izadian maila natural ezberdinak ikus daitezke; bigarrena bizidun guztiek aldaketarako barne-joera dute; hirugarrena erdietsitako ezaugarrien herentzia eta laugarrena berezko sorkuntza edo "generazio espontaneoa".

1859. urtean Darwin-ek berak idatzitako liburuan bere eboluzioaren teoria kaleratu zuen. Darwin-ek zentzu askotan nahikoa lamarckiarra bazen ere, inguruak bizidunen gain duen aldarazteko gaitasuna ukatu egin zuen. Espezieen eboluzioa azaltzeko, izakiek barnean duten ahalmen edo ezaugarri bati leporatu zion, garai hartan genetikari buruz ezer ez jakin arren, eta inguruak eragingo zuen ezaugarri hori mantentzea edo ez. Beraz, bere teoria bi premisetan oinarritu zen: espezieen eboluzioan eta naturaren hautespenean.

Historian aurrera eginez, Haeckel-ek egitura kristalinoak, izaki bizidunen eta materia ez-organikoaren trantsiziotzat hartu zituen. Izaki bizidunak hiru taldetan banatu zituen, hots, Landareak, Animaliak eta Monera erreinuak. Lehenengo izaki bizidunak Monera erreinukoa izan behar zuela aipatu zuen eta gainera, autotrofikoa, hau da, karbono(IV) oxido atmosferikoaren finkatzailea.

Mende honen hasierako literatura zientifikoan badaude biziaren jatorria azaltzen duten beste zenbait ideia, hala nola, biziaren jatorri estralurtarrarena edo Panspermia (Arrehnius, 1908), biziaren jatorria tenperatura altuko iturri termaletan azaltzen duen ideia (Harvey, 1924), hasierako ozeanoetan zoriz sortutako oinarrizko entzimaren hipotesia (Troland, 1914), edota biziaren jatorri fotosintetikoaren teoria, hau da, Plasmogeniaren teoria (Herrera, 1928), beste zenbaitzun artean.

Ezin dugu ahaztu hala ere, biziaren jatorrian azido organiko estralurtarren papera azaltzen duen teoria (Chamberlin eta Chamberlin, 1918). 1926. urtean, Muller-ek genea bera lehenengo bizidun gisa azaldu zuen, autokatalisia (ugalketa), heterokatalisia (metabolismoa) eta mutaziorako ahalmena (eboluzioa) baitzituen. Teoria horiek oso ugariak izan arren, gehienak osatu gabe zeuden, zenbaitzuk sistema biologikoei buruz ezagutzen ziren ezaugarriek kontrajartzen ziren edota ikuspuntu espekulatibo handia zuten, frogaezinak gertatuz.

Jakina da Oparin-ek biziaren jatorriari buruz lehenengoz idatzi zuenean, arazoaren eztabaida espekulazio hutsera desbideratuta zegoela. Berak esan bezala, une hartan, objektiboak eta zientifikoak diren ikerketa-metodoen bidezko konponketa ezinezkoa zirudien. Oparin-ek ez zuen esperimentu single bat ere egin biziaren jatorria azaltzeko, bere teoria ikasgai askotako emaitza eta behaketak bilduz eta Darwin-en eboluzio printzipioak materia ez-organikoari aplikatzen saiatuz eratu zuen.

Oparin-ek biziaren jatorria lurrean gertatu zela proposatu zuen, gertaera hau lurraren historian oso goiz izan zelarik. Hasieran, prozesu desberdinen bidez konposatu sinpleak eratu ziren eta gero hauek euren artean erreakzionatuz, polimeroak eratu zituzten. Hauek, halaber, egitura konplexuagoak antolatu zituzten eta honen ondorioz bizia sortu zen. Ideia hau nahikoa berria da, Oparinek 1924. urtean lehenengoz eta beranduago 1938. urtean argi aipatu zuelarik, Haldane (1929), Urey (1952), eta Bernal-en (1952) lankidetzaz. Sarritan, Oparin-Haldane-n hipotesia deritze edota hipotesi heterotrofikoa.

Urey-k, beranduago, Oparin-en ideietan oinarriturik eta Haldan-en hipotesitik jatorrizko atmosferaren osagaiak harturik, hauek, metanoa (CH₄) amonioa (NH₃) ur-lurrina (H₂0) eta hidrogeno molekularra (H₂) erabilirik, konposatu organikoen eraketa kimikoa lortu behar zela proposatu zuen. Urtebete barru, 1953. urtean Miller-ek, graduatu berria zelarik, gaur egun klasikoa den esperimentua burutu zuen. Aurreks konposatuei energi iturri gisa deskarga elektrikoak aplikatu ondoren, aminoazido eta nukleotidoak lortu zituen.

Oparin, 1894. urtean Uglich-en jaio zen. Moskuko unibertsitatean 1917. urtean graduatu zen, natur historia, biokimika eta landare-fisiologiako ikasketak burutu eta gero. Haeckel en ideiekin hezi zuten eta beraz, izaki bizidunak hiru erreinutan banatzea onartu zuen (landare, animalia eta protistoak) eta bestalde, kristalak, biziaren eta ez-biziaren arteko trantsizioa zirela uste zuen, bizia eta ez-biziaren jarraitasun ebolutiboa defendatzen zuelarik. Darwin-en ideia ebolutiboa eta hautespen naturalaz ere sinesten zuen, garai hartan Errusian darwinismoa oso zabaldurik baitzegoen.

Oparin oso fisiologo ona zen eta lehenengo biziduna fotosintetikoa zenaren ideia deuseztu egin zuen, fotosintesia oso prozesu konplikatua baita (entzimak, klorofila eta karbono(IV) oxidoa finkatzeko mekanismoak behar direlarik), eboluzioaren ondorioz gerta daitekeena soilik. Oparin-entzat ezinezkoa zen fotosintesiaren sofistikazioa eta Darwin-en eboluzio gradualaren ideiak bateratzea, bizia metabolismo autotrofikoaz sortu zela adierazteko.

Bere ustez, lehenengo bizi-formak edo progenoteak anaerobiko hartzitzailea izan beharko zuen. Jatorrizko ingurune erreduktorean oso O₂ aske gutxi edo ezer ez zegoen eta bizitza agertu aurreko denboran sortutako konposatu ugari izango ziren. Premisa hauetan oinarriturik, eboluzioak ondoko urratsak segitu zituela proposatu zuen:

Lurraren jatorriarekin bat bizitza agertu aurretik sortutako konposatu ez-organiko sinpleetatik hasita, konposatu konplexuagoak eratu ziren, eta hauek gel koloidalez osatutako tanta-itxurako egituretan antolaturik (koazerbatuak deritzelarik), lehenengo bizi forma anaerobio heterotrofikoa sortu bide zen. Biziaren jatorri graduala azaldu zuen baina inola ere ez jatorri geldoa. Oparin-ek Darwin-en argibideak biologiako eremutik kimika ebolutibora pasatu zituen bere teoria osoturik.

Bere lana kontuan izanik, Oparin-i esker ondokoa ondoriozta dezakegu: alde batetik, biziaren jatorria ikertu daitekeen gai bat dela frogatu zuen, ez da ikuspuntu espekulatibo hutsean geratu behar duen gaia. Bestalde, biziaren jatorria zenbait ikasgairen ikuspuntutik ikertu behar da. Eta azkenik, biziaren jatorriak molekula bakarrean azaldu behar duenaren ideia erredukzionista ezeztatu zuen.

102 urte iragan dira Oparin jaio zenetik eta gaur egun biziaren jatorria azaltzen duen teoriarik zabalduenak eta ortodoxoenak konposatu organikoen eraketa abiotikoa salda primitiboan azaltzen du, tenperatura mesofiloan eta ingurune erreduktorean.

Premisa hauek kontutan harturik, lehen bizidunaren metabolismoa anaerobio hartzitzailea izatea koherentzia handiko ideia da. Bestalde informazio genetikoari buruz, badirudi lehen informazio-molekula RNA izan zitekeela, informazio genetikoa gordez aparte, erreplika daiteke eta aktibitate katalitikoa duela frogatu ere egin da, hau da, zenbait erreakzio biokimiko burutzeko gai da. Honi RNA-mundua deritzo.

Oparinen garaitik badirudi ideiak ez direla hainbeste aldatu, azkenengo urteotan zenbait hipotesik Oparinen eskemaren baliogarritasuna eraldatu badute ere. Zientzilari askok teoria horietan oinarriturik Ian handia egin dute, euren artean zientzilari ortodoxoenak daudelarik.

Woese-k 1982. urtean eta espezie guztietan asko kontserbatzen den RNA erribosomikoa erabiliz, hiru talde nagusi edo eremu zeudela erakutsiz (eukariotoak, eubakterioak eta arkeobakterioak), hauek erlazionatzen zituen zuhaitz filogenetikoa osotu zuen. Arkeobakterioen domeinua aurkitzea eta euren ezaugarriak finkatzea oso garrantzitsua izan zen zientzia-mailan. Gaur egun klasikoa den zuhaitz honetan agertzen diren bizidun zaharrenak, eubakterio eta arkeobakterioak izanik, guztiak hipertermofiloak, hau da, oso tenperatura altuetan bizi direnak eta kimiolitoautotrofoak dira.

Oparinen esperimentua.

Honek zer esan nahi du? Biziaren jatorria termofiloa izatearen ideia ez dela batere tontokeria. Honek biziaren jatorri mesofiloa baztertu egiten du eta horrekin batera bere inguruan eratu den teoria ortodoxoa. Jatorrizko lurraren tenperatura altuak egotekotan, salda primitiboaren ideia ezinezkoa da, ura lurrin gisa egongo baitzen eta ez egoera likidoan. Horrekin batera, abiotikoki era daitezkeen konposatu asko eta asko oso ezegonkorrak izango ziratekeen tenperatura horietan

Azido nukleikoen eraketari dagokionez (RNA zein DNA), azido nukleikoen polimerizazioa kristal edo mineralen gainean proposatzen duten zenbait teoria badaude, hauek moldeen papera hartzen dutenez ez dute polimerizazio-erreakzioak burutzeko urik behar. Beraz, galdera berrientzat erantzun berriak asmatu beharko dira. Teoria bat lurrera botaz gero teoria alternatiboak jorratu beharko dira.

1988. urtean ikerlari aleman batek biziaren jatorrizko ideia berriak, koherenteak berauek, aipatu zituen. Wachtershauser jaunak piritak (FeS₂) jatorrizko lur bero batean izan zezakeen garrantzia aipatu zuen. Horrek metabolismo kimiolitoautotrofikoa esan nahi zuen, hau da, konposatu ez-organikoa energi iturri eta karbono-iturri erabil dezakeen metabolismoa. Gaur egun badira ere zenbait mineral, euren barne pirita dagoelarik, energi iturri gisa erabiltzen duten bakterioak eta arkeobakterioak.

Kimiolitrofia anaerobikoa, arkeobakterioetan ematen da soilik. Beraz, autore horren ustez, jatorrizko lur bero anaerobioan sor daitekeen lehenengo bizi-forma kimiolitotrofia anaerobikoa da eta gaur existitzen diren bizidunak ikusirik, arkeobakterioen erreinua litzateke lehen bizi-forma horrekin lotura gehien duen taldea. Ideia horrek orain arte teoria klasikoaren ideiak baztertzen ditu arazoa ikertzeko bideak desbideraturik. Teoria horrez gain, badaude beste zenbait teoria berri biziaren jatorria azaltzen saiatzen direnak eta behar bada, kontutan hartu beharko ziratekeenak.

Biziaren jatorriaren ikerkuntza betidanik zientzi munduan gai grinagarria izan da. Bizia nola sortu zen, zein baldintzatan, lehen bizi-forma zein motakoa zen eta nola eboluzionatu zuen, posible ote da unibertsoko beste lekuren batean guk ezagutzen dugun bizi-forma bera izatea ala beste bizi-motaren bat izatea, hasierako lurraren baldintzak berriro emango balira gaur ezagutzen dugun bizi-mota berriro sortuko litzateke? Horiek eta beste galdera asko oraindik erantzun gabe daude eta horretarako, zientzilariek lana, susmoak edota datuak objektiboki aztertuz, galdera horiek erantzuteko ardura dute, huts egiteak apaltasunez onartu eta subjektibotasuna kanporatuz, soilik horrela egingo baitu aurrera zientziak.