Abioxénesis
La teoría termodinámica disipativa del orixe de la vida
Sintetizando toles molécules de la vida nun ye abonda pa da-y la vitalidá necesaria p'autu retrucar y evolucionar. Miles d'esperimentos sobre los 64 años dende los primeros esperimentos de Miller han fallíu nel so intentu de crear la vitalidá de la vida como conocemos. El fechu ensin considerar con seriedá n'investigaciones anteriores ye que la vida ye un procesu, non un oxetu o una simple distribución de molécules n'equilibriu. La vida, como cualquier procesu irreversible macroscópico, rique la considerancia del potencial químicu xeneralizáu impuestu que, de la que ye estenáu pola vida mesma, sirve tamién como motor pa ella y la so evolución. La producción d'entropía por cuenta d'esta disipación debe de ser, entós, l'elementu fundamental en cualquier intentu d'entender l'orixe de la vida a nivel físicu-químicu. Les estructures disipativas resulten del enclín de la naturaleza a aumentar la producción d'entropía global por causa de la disipación d'un potencial químicu xeneralizáu. Son sistemes termodinámicamente abiertos, la so esistencia ye dependiente d'intercambios d'enerxía y materia col so ambiente. Exemplos son los furacanes, les Corrientes de conveición corrientes d'aire o agua, les celdes de conveición y la vida mesma. Una nueva teoría sobre l'orixe de la vida propuestu por Karo Michaelian de la Universidá Nacional Autónoma de Méxicu (UNAM) que foi ellaborada sobre una base de la termodinámica irreversible que considera la producción d'entropía como caracteristics fundamental y conocíu como “la teoría termodinámica disipativa del orixe de la vida”. En particular, la teoría analiza lo que pasa cola enerxía de los fotones que la Tierra recibía del Sol (un potencial químicu xeneralizáu) nos tiempos que se cree surdió la vida, y el regresu d'esta enerxía al espaciu en forma degradada (“degradada” porque dempués d'interactuar colos primeros seres vivos sobre la Tierra, la lluz nun tornaba al espaciu coles mesmes carauterístiques coles que llegó, sinón en forma de fotones de menor enerxía). Toos estos procesos, dende l'absorción y disipación de fotones en materia orgánico, hasta'l ciclu de l'agua, camudaría'l espectru de la enerxía emitida pola Tierra, llevándolo escontra'l infrarroxu, esto ye, más fotones de menor enerxía cada unu. N'otres pallabres, la materia orgánico llogró partir la enerxía que llega del Sol sobre más graos de llibertá microscópicos. La teoría básase, principalmente, en dos conceutos: l'absorción y disipación de fotones nel UV por ADN y ARN por cuenta de les sos propiedaes ópticu y físicu, y el conceutu de la producción d'entropía nesti disipación en rellación al orixe, proliferación y evolución de les molécules fundamentales de la vida. Anguaño na superficie de los mares atópense llexando gran cantidá de materia orgánico, microorganismos como les cianobacteries y les diatomees, amás de virus y munches cadenes de ARN y ADN llibres, según otros compuestos orgánicos. Tou este conxuntu de microorganismos y molécules absuerben parte de la lluz que llega del Sol y convertir en calor que ye tresmitíu a l'agua. D'haber namái enagua nos mares, na so superficie absorbería namás la lluz infrarroxo que llega del Sol porque l'agua namái absuerbe fuertemente nesi rangu. Pero la esistencia de dichos microorganismos y molécules orgániques dexa non yá absorber nel infrarroxu sinón tamién nel espectru visible y nel ultravioleta. Entós la vida quita una restricción a la que puede llamase “namái absorber nel infrarroxu” pa dar llugar a l'absorción y disipación de lluz nun rangu muncho más ampliu, y ello ye que nun rangu onde'l nuesu Sol ye más intensu. El calor tresmitíu a l'agua por estes molécules provoca la evaporación d'ésta na superficie de los mares; la evaporación xenera nubes que viaxen y faen llover en tierra firme. Yá en tierra firme l'agua, según otros minerales, dexa la crecedera de plantes terrestres que tamién absuerben la lluz del Sol per mediu de los sos pigmentos orgánicos como la clorofila y el caroteno. Asina, l'absorción de la lluz solar per mediu de molécules orgániques promueve el ciclu de l'agua y el ciclu de l'agua de la mesma da más posibilidaes de xenerar más vida. A esti conxuntu de procesos llámase-yos “procesos termodinámicos irreversibles acoplaos”. L'acoplamientu de la disipación de lluz por molécules orgániques na superficie de la Tierra col ciclu d'agua produz más del 63% de tola entropía xenerada pola interacción fotónica Sol-Tierra. Puesto que la disipación de fotones ye'l trabayu termodinámicu más relevante que lleva a cabu la vida anguaño, ye probable que tamién ésta fuera la so función fai 3.8 mil millones d'años, fecha pal cual hai evidencies de que s'anició. Por falta d'osíxenu y ozonu, l'atmósfera terrestre d'esi entós dexaba'l pasu llibre de la lluz con llonxitúes d'onda d'ente 220 y 280 nanómetros (nm), esto ye la radiación ultravioleta, y coles mesmes nun dexaba que la lluz visible (d'ente 400 y 700 nm) pasara con facilidá. El Sol nuevu emitía radiación UV con una intensidá hasta diez veces mayor que'l Sol actual. Ye concebible, entós, que la vida empezara estenando fotones nel UV y más tarde, mientres l'atmósfera dexaba pasar cada vez más la lluz visible, desenvolviera pigmentos qu'absorbieren y estenaren nel espectru visible, onde la lluz incidente del Sol yera más intensa. Sábese que cuando'l ARN y l'ADN tán n'agua absuerben y estenen eficientemente los fotones de lluz UV con un llonxitú d'onda alredor de 260 nm, xustamente dientro del intervalu nel que l'atmósfera yera tresparente nel Arqueano (la etapa xeolóxica qu'empezó fai 3 800 millones d'años y remató fai 2 500 millones d'años). Esta propiedá deber a que, espuestos a la lluz UV, les bases de ARN y ADN (adenina, guanina, citosina y timina o uracilo según trátese d'ADN o ARN) escítense electrónicamente (escitación de los electrones nos sos aniellos arumosos) y aparren rápido por una interseición cónica por aciu conversión interna, convirtiendo en calor la enerxía del fotón absorbíu. Ye xustamente esta propiedá disipativa de la lluz la que trai de resultes, según la teoría propuesta, la proliferación de bases nucleicas sobre la superficie de la Tierra y la reproducción de les cadenes d'ADN y ARN.