L’origen de la vida més enllà de Joan Oró

"Darwin va escriure el llibre, però li faltava el primer capítol". Això deia Alexander I. Oparin en referència a L’origen de les espècies, encara que ell no va ser el primer que va notar que el naturalista anglès havia evitat el problema de l’origen de la vida. Molt abans, Ernst Haeckel, més darwinista que Darwin, havia acusat el seu heroi de no ser sincer ni consistent.

El cert és que Darwin sí que tenia una idea de com podria haver anat l’aparició de la vida a partir de materials químics inerts, però va preferir expressar-la només en privat. Per a ell la pregunta era prematura. Fou precisament Oparin –i, de manera independent, John B.S. Haldane– qui va oferir a la dècada del 1920 la primera aproximació materialista i evolucionista de l’origen de la vida a la Terra.

Amb Oparin i Haldane es tanca l’era especulativa –científica, filosòfica o religiosa, tant se val– sobre com es produiria la transició de la geoquímica a la bioquímica en un planeta molt diferent de l’actual. La proposta, coneguda popularment com la teoria de la sopa prebiòtica, postula que en un brou primitiu amb compostos orgànics simples es poden formar molècules com l'ARN mitjançant l'aplicació de radiació ultraviolada i energia elèctrica. Aquesta idea marca l’inici de l’aproximació experimental als orígens. Ja no era legítim interrogar-se per l’emergència de la vida fora d’un laboratori de química.

De l’especulació al laboratori

Mentre Oparin ocupava les hores investigant unes gotes microscòpiques, els coacervats, com a models de cèl·lules primitives, un jove californià, Stanley L. Miller, tractava de començar la tesi doctoral a la Universitat de Chicago. El primer director de la tesi de Miller, Edward Teller –sí, el mateix que apareix a la pel·lícula sobre Oppenheimer–, hagué de marxar de Chicago el 1952 per encapçalar el projecte de la bomba d’hidrogen.

L’estudiant va buscar refugi al laboratori de Harold C. Urey –premi Nobel i estudiós de les atmosferes planetàries– i, amb tossuderia, aconseguí permís per simular una atmosfera primitiva de gasos simples que, convenientment sotmesos a descàrregues elèctriques de 60.000 volts, originarien aminoàcids –els blocs amb què es construeixen les proteïnes–, alguns d’ells presents en la matèria vivent. Amb poc més de 20 anys, Miller inaugurava una nova disciplina científica, la química prebiòtica.

Molts altres foren seduïts per l’esperit d’aquell temps: la pregunta esquivada per Darwin ja no era prematura i calia escriure la narració de l’origen de la vida amb el llenguatge de la química. Entre aquesta primera generació de químics prebiòtics va destacar el lleidatà Joan Oró, migrat als EUA per buscar l’estudi dels orígens i fugir d’una postguerra sòrdida.

Advertit del protagonisme del cianur d’hidrogen (HCN) –present en la química còsmica i format en l’experiment de Miller–, Oró n'investigà el potencial sintètic. El Nadal del 1959 va identificar un producte generat a partir de HCN, l’adenina, component universal i imprescindible en la bioquímica terrestre. Aquesta reacció connectava compostos químics simples amb una de les lletres de l’alfabet genètic de la vida. Si Miller cercava la connexió amb les proteïnes a través de la síntesi dels seus maons, els aminoàcids, Oró bastia un pont amb els àcids nucleics, uns altres components essencials de la vida.

Del laboratori a l’Univers

El 1961, Oró veia els cometes com a portadors d’ingredients orgànics i aigua per a l’origen de la vida. Se sabia que certs asteroides contenien matèria orgànica i ell va formular una hipòtesi agosarada, explorada intensament les dècades següents: els materials orgànics extraterrestres haurien contribuït a l’inventari de primeres matèries en l’origen de la vida. Una idea "fascinant", en opinió de Carl Sagan, pioner de la planetologia, com testimonia una carta conservada per la Fundació Joan Oró. El fill dels forners de la Panadería La Radio encetava així un nou camp d’estudi: la cosmoquímica orgànica.

El laboratori d’Oró a la Universitat de Houston fou una referència en les anàlisis de materials orgànics d’origen extraterrestre. Però les seues contribucions científiques en diversos aspectes de la transició de la matèria inerta a la viva, sovint en col·laboració amb el seu deixeble Antonio Lazcano, també foren notables, incloent-hi l’origen dels lípids que formen les membranes cel·lulars, la transició d’ARN a ADN o la noció d’una cèl·lula mínima.

La química prebiòtica no fou només una derivada intel·lectual de les propostes d’Oparin i Haldane, sinó també un producte de la Guerra Freda. L’inici de la carrera de Miller va estar marcat pel destí de científics participants en el projecte Manhattan. El llançament de l’Sputnikper part de la Unió Sovièticael 1957 va desencadenar la creació de la NASA, que de seguida tingué com a missió promoure els estudis sobre l’origen de la vida i la recerca de vida fora de la Terra. En bona mesura, la química prebiòtica es va finançar amb fons de la NASA i el laboratori d’Oró en fou beneficiari, sobretot amb la seua participació activa en els programes Apollo i Viking.

La pàgina en blanc

El repte científic actual és com aconseguir una organització química mínima, emuladora d’allò que fan molt bé les cèl·lules: autoconstruir-se i reproduir-se. Per això ens cal comprendre no sols l’origen de determinats tipus de molècules, sinó sobretot l’emergència d’una organització molecular complexa amb una dinàmica pròpia.

L’enfocament ara és el de la química de sistemes, que no busca la síntesi robusta d’uns pocs components –com en les reaccions clàssiques de Miller i Oró–, sinó estudiar el comportament col·lectiu de processos més intricats i heterogenis. La química de sistemes suggereix que la sopa prebiòtica es cuinà amb un punt just de confusió química.

Una diversitat de laboratoris avancen en l’exploració experimental i computacional dels antecedents probables dels processos cel·lulars. Aquesta disciplina ens guia cap a ravals químics que potser foren avantpassats evolutius de la ciutat bioquímica moderna, però que ara no en formen part. Amagats en els estrats més profunds de la història, esperen ser descoberts per una nova generació de científics audaços que escriuran aquella pàgina en blanc de L’origen de les espècies.