Primeras formas de vida en la Tierra: origen y evolución

La realidad es que no lo sabemos con exactitud, aunque existen varias teorías basadas en lo que hoy conocemos. La edad de nuestro planeta se estima en unos 4.570 millones de años (Ma), y no fue hasta hace 3.850 Ma aproximadamente cuando las condiciones comenzaron a ser estables y favorables para la vida.

Los registros claramente incontrovertibles de vida no aparecen realmente hasta el intervalo de los 3,5-3,4 Gy y provienen principalmente del Cratón Arcaico de Pilbara en Australia. Los primeros fósiles químicos claramente biogénicos los encontramos en la formación Dresser con 3,47 Gy y consisten en firmas isotópicas de azufre biogénico, mientras que los primeros microfósiles y estromatolitos verdaderos provienen de la Formación Strelley Pool, con 3,4 Gy.

Qué entendemos por vida

La primera dificultad en la investigación sobre el origen de la vida es la definición de las propiedades que ineludiblemente debe presentar la materia para ser catalogada como viva. Actualmente, la vida siempre procede de la vida, pero al menos una vez en su historia tuvo que surgir de la materia inerte.

La vida produce copias imperfectas de sí misma, para lo cual intercambia energía y materia con el medio externo mediante las reacciones químicas que constituyen el metabolismo. Para su funcionamiento correcto se requieren unas instrucciones, una información que tiene que mantenerse en el tiempo y, por tanto, debe ser transmitida a la descendencia.

Además, es necesario un compartimento que diferencie el sistema vivo del entorno y permita la correcta interacción entre sus componentes. En el único ejemplo de vida que conocemos, el terrestre, la información se almacena en la molécula de ADN siguiendo unas reglas basadas en un alfabeto de 4 letras: los cuatro nucleótidos A, T, C y G.

Las biomoléculas son azúcares, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Normalmente son complejas y forman una estructura organizada, y la mayoría sólo constan de cuatro elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, siendo el carbono el pilar de nuestra estructura química.

El problema científico del origen de la vida

Las unidades básicas de la vida son las células, ya que son los organismos vivos más pequeños a partir de los cuales todos los demás estamos construidos. Las células están compuestas por diferentes tipos de moléculas, como los azúcares, que conforman la reserva energética, o los ácidos grasos, que sirven para construir la membrana celular.

Las proteínas son los “obreros” celulares, es decir, las moléculas encargadas de llevar a cabo todas las funciones metabólicas de la célula. Hay proteínas que se encargan de transportar oxígeno, que dirigen la construcción de membranas, que introducen nutrientes a la célula y que degradan estos nutrientes extrayendo la energía química requerida.

Por otro lado, los ácidos nucleicos, el ADN y el ARN, contienen la información genética del metabolismo celular. En estas moléculas se almacena la información de todas las proteínas que requiere la célula para subsistir, y esta información se pasa de la célula madre a las células hijas durante la división celular.

La interrelación entre ácidos nucleicos y proteínas es muy estrecha y complicada. En el ADN y ARN está la información para construir a las proteínas, y a su vez las proteínas son fundamentales para la conservación y replicación del ADN y del ARN.

Bajo esta perspectiva, el problema del origen de la vida consta de dos partes: de qué manera se originaron moléculas orgánicas complicadas, como las proteínas y los ácidos nucleicos, a partir de compuestos relativamente sencillos, y cómo se llegó a esa interrelación entre ácidos nucleicos y proteínas que le permite a la célula subsistir y replicarse.

El origen de la vida tiene que ver con los primeros procesos físicos y químicos que eventualmente condujeron a las células. Los procesos encargados de la formación de moléculas complejas a partir de moléculas sencillas se llaman procesos prebióticos, mientras que los que conducen a la interrelación entre proteínas y ácidos nucleicos se conocen como procesos protobióticos.

La Tierra primitiva

Cuando surgió la vida, hace unos 4.500 millones de años, la Tierra no se parecía nada a la actual. Se trataba de un planeta geológicamente más activo: la temperatura era mucho más alta y la corteza estaba cambiando bruscamente, por lo que había muchos terremotos y volcanes.

La atmósfera también era muy diferente y estaba compuesta por nitrógeno, dióxido de carbono, hidrógeno y metano. Meteoritos y cometas estaban chocando continuamente sobre la superficie.

Inicialmente, las temperaturas eran altísimas e incompatibles con la estabilidad de las moléculas biológicas. No fue hasta hace 3.850 Ma aproximadamente cuando las condiciones comenzaron a ser estables y favorables para la vida.

La hipótesis endógena y la sopa primordial

La mayoría de las explicaciones sobre el origen de la vida asumen que la vida se originó en la misma Tierra. A esta tendencia se le ha dado un nombre: se le conoce como hipótesis endógena.

En la década de los años treinta, A. I. Oparin en Rusia y J. B. S. Haldane en Inglaterra propusieron, cada uno por su cuenta, un escenario en el que las primeras moléculas orgánicas útiles para la vida se crearon en la superficie de la Tierra a partir de compuestos de carbono y nitrógeno relativamente simples.

De acuerdo con el modelo de Oparin y Haldane, estos compuestos orgánicos adquirieron cada vez mayor complejidad y eventualmente evolucionaron para dar origen a los primeros organismos unicelulares en los mares primitivos de la Tierra.

Las hipótesis de Oparin y Haldane plantearon que el primer paso en el origen de la vida fue la síntesis de moléculas orgánicas en la atmósfera primitiva, utilizando como energía la luz ultravioleta del Sol. Esas moléculas se acumularían en lagos o mares poco profundos, donde se combinarían para dar lugar a la llamada sopa primordial.

El experimento de Miller y Urey

Años más tarde, las ideas de estos dos investigadores inspiraron a S. L. Miller y H. C. Urey de la Universidad de Chicago a realizar un experimento en el que simulaban las condiciones primitivas de la Tierra en una botella de vidrio.

Miller y Urey depositaron en la botella diversos compuestos simples como amoniaco, hidrógeno y agua, e irradiaron la mezcla con luz ultravioleta y rayos X, los cuales se suponía que existían en la superficie de la Tierra primitiva debido a la ausencia de oxígeno en la atmósfera.

Tras suministrar energía por medio de descargas eléctricas, los gases reaccionaron y dieron lugar a varios de los componentes básicos de la materia viva. Después de un tiempo se obtuvieron moléculas orgánicas complicadas, como algunos aminoácidos y bases nitrogenadas fundamentales para los organismos vivos.

Miller y Urey mostraron que era posible obtener moléculas orgánicas complejas a partir de compuestos químicos sencillos con relativa facilidad. Este histórico experimento marcó un hito en el desarrollo de las teorías sobre el origen de la vida.

Ni el experimento de Miller ni los otros muchos posteriores demuestran que las cosas tuvieran que ocurrir así necesariamente. Lo que sí indican es que hay caminos posibles para la transición entre la química y la biología.

El papel de los rayos y del fósforo

Las primeras formas de vida en la Tierra se crearon a partir de rayos hace miles de millones de años, según un estudio. Científicos de las universidades de Leeds y de Yale creen que hasta un quintillion de rayos puede haber ayudado a liberar el fósforo necesario para la aparición de organismos vivos.

El fósforo es un ingrediente clave para la formación de la vida, pero no era fácilmente accesible en la Tierra hace miles de millones de años. En su mayor parte, estaba encerrado firmemente dentro de minerales insolubles en la superficie del planeta.

El fósforo constituye la columna vertebral del fosfato de ADN y ARN, material hereditario en organismos vivos, y representa un componente importante de las membranas celulares. En las primeras etapas de la Tierra, el fósforo estaba encerrado dentro de minerales insolubles.

Utilizando resultados de modelos informáticos, los investigadores estimaron que la Tierra primitiva vio de uno a 5 mil millones de relámpagos cada año, en comparación con los 560 millones de destellos por año en la actualidad. De esos primeros destellos, entre 100 millones y mil millones habrían golpeado el suelo anualmente.

Cuando un rayo golpea el suelo, puede crear rocas vidriosas llamadas fulguritas por supercalentamiento y a veces vaporizando roca superficial, liberando fósforo encerrado en su interior. Como resultado, estas fulguritas pueden contener schreibersita, un mineral de fósforo soluble en agua.

Los minerales de fósforo derivados de rayos eventualmente superaron la cantidad aportada por los meteoritos hace unos 3.500 millones de años, alrededor de la edad de los fósiles más antiguos conocidos ampliamente aceptados como los de microbios.

Los rayos pueden haber sido una parte significativa de la aparición de la vida en la Tierra. A diferencia de los impactos de meteoritos que disminuyen exponencialmente con el tiempo, los rayos pueden ocurrir a un ritmo sostenido a lo largo de la historia de un planeta.

El fósforo procedente de meteoritos

Hasta ahora, se pensaba que los meteoritos que bombardeaban el planeta eran los principales responsables de la presencia de fósforo biodisponible. Algunos contienen schreibersita, soluble en agua, donde se cree que se formó la vida.

Los investigadores examinaron una muestra de fulgurita inusualmente grande y prístina formada cuando un rayo golpeó el patio trasero de una casa en Glen Ellyn, Illinois. Esta muestra ilustraba que las fulguritas albergan cantidades significativas de schreibersita.

La investigación ofrece datos sobre la formación de biomoléculas y los orígenes de la vida microbiana más temprana de la Tierra y la extraterrestre potencial en planetas rocosos similares.

El modelo del fósforo desbloqueado por un rayo es aplicable sólo a la formación terrestre de vida, como en aguas poco profundas.

La hipótesis de la panspermia

La hipótesis de la panspermia sostiene que la vida se generó en el espacio exterior, desde donde viaja entre planetas. Aunque este paseo de microorganismos por el cosmos parece poco probable, la detección de materia orgánica en meteoritos, cometas y nubes de polvo interestelar muestra que, si esa materia cae en el lugar adecuado, se podría acelerar enormemente el florecimiento de la vida.

En 1864 cayó un meteorito en el pueblo de Origueil, cerca de Montauban, Francia. Este meteorito era particularmente extraño por su alta concentración de carbono y arcilla, lo que indujo a los geoquímicos a realizar análisis muy cuidadosos sobre su composición química.

En 1963, I. R. Kaplan raspó un poco de polvo de la superficie del meteorito y lo analizó, encontrando una multitud de aminoácidos que hasta entonces se consideraban particulares de los organismos vivos. También encontró dos de las cuatro bases nitrogenadas que conforman al ADN y al ARN.

Quedaba la posibilidad de que el meteorito se hubiera contaminado con moléculas orgánicas provenientes de la Tierra. Sin embargo, K. A. Kvenvolden demostró que estas moléculas no provenían de la Tierra, sino que fueron sintetizadas en el espacio exterior.

Después de esto, algunos astrónomos y astroquímicos se dedicaron a la búsqueda de materia orgánica en otras partes del espacio exterior y encontraron concentraciones de materia orgánica en las nubes de polvo interestelar y en los cometas.

El análisis de la luz proveniente de las estrellas lejanas y de los cometas permitió encontrar, en los espectros de absorción y de emisión, la huella de la presencia de materia orgánica, en particular de aminoácidos y bases nitrogenadas.

El hecho de que haya moléculas orgánicas en el espacio exterior no significa que la vida en la Tierra provenga del espacio exterior. En todo caso, demuestra que los procesos prebióticos de síntesis de moléculas orgánicas se pueden dar en otras partes del Universo.

Al igual que se han detectado biomoléculas en meteoritos y cometas, podrían haber llegado bacterias o esporas desde el exterior de la Tierra. El problema es que las condiciones en el espacio exterior son muy duras, y la radiación ultravioleta y los rayos cósmicos harían bastante difícil que sobrevivieran durante el viaje.

Por ello, suponemos que la vida se formó aquí, aunque todavía queda mucho por descubrir del proceso.

El problema de la atmósfera primitiva

El modelo de Oparin-Haldane y los experimentos de tipo Miller-Urey suponían que el medio ambiente en el cual se llevaban a cabo las reacciones químicas de formación de moléculas orgánicas era reductor, es decir, con mucho hidrógeno y poco o casi nada de oxígeno.

La atmósfera primitiva debía ser reductora para permitir la formación de las moléculas orgánicas con las que estamos construidos los seres vivos. Sin embargo, algunos modelos teóricos recientes de la formación de la Tierra sugieren que, en lugar de reductora, la atmósfera primitiva era medianamente oxidante, con algo de oxígeno.

Esto parece estar parcialmente confirmado por observaciones realizadas en yacimientos volcánicos al norte de África que datan de hace más de 4.000 millones de años, en los que se ha encontrado abundante oxígeno prehistórico atrapado en los minerales.

Aparentemente, la atmósfera primitiva no albergaba las condiciones reductoras para que se llevara a cabo la formación de moléculas orgánicas complejas y, por lo tanto, para que surgiera la vida.

El mundo del ARN

En el mundo actual, las proteínas funcionales se originan gracias a que la información para su síntesis está codificada en el ADN. Pero pasar de la secuencia del ADN a la de una proteína es un proceso complejo, que a su vez requiere la intervención de otras proteínas.

Separar información y función en dos moléculas diferentes plantea una paradoja que se puede resolver si admitimos que en el mundo primitivo la información y la función residían en la misma molécula. Actualmente existen muchas evidencias de que esa molécula pudo ser el ARN.

Los viroides y los virus de ARN muestran que el ARN puede utilizarse para almacenar información hereditaria. Sus posibilidades funcionales derivan de su capacidad para plegarse, dando lugar a estructuras tridimensionales similares a las que forman las proteínas.

El llamado “mundo del ARN” estaría constituido por conjuntos de moléculas capaces de almacenar y transmitir información a través de su copia. Las propiedades catalíticas de esas mismas moléculas facilitarían que surgiera un metabolismo simple.

Los nucleótidos también tienen capacidad catalizadora, porque pueden formar ribozimas. Sin embargo, la capacidad de combinación de los 20 aminoácidos, produciendo largas cadenas reactivas con capacidad de plegamiento, hace posible un repertorio de formas funcionales superior y más estable químicamente que el conseguido con cadenas de nucleótidos de ARN.

De las moléculas a los primeros compartimentos

En un medio acuoso, las moléculas de ácidos grasos pueden formar vesículas, parecidas en su forma a lo que podría ser una célula primitiva. Hay vesículas que pueden incluir moléculas de ARN con capacidad para catalizar algunas redes metabólicas simples.

Incluso llegan a dividirse, aunque esto todavía no es vida. Faltaría el acoplamiento de la replicación del ARN a la división de las vesículas y que alguna de ellas adquiriera una ventaja sobre el resto.

En ese momento la selección natural podría comenzar a actuar, y con ella todos los procesos que han conducido al aumento de la complejidad y diversidad biológicas.

Los experimentos del bioquímico estadounidense Sidney W. Fox demostraron que, si mezclamos pequeñas proteínas con agua, pueden organizarse en gotas más grandes que crecen y se rompen en gotas más pequeñas similares a la original.

Una posible secuencia de evolución prebiótica

1. Sopa inorgánica primordial

Las moléculas preorgánicas simples se forman de modo espontáneo en varios entornos donde existen gradientes fisicoquímicos adecuados. Estos entornos se han encontrado incluso en meteoritos y cuerpos cometarios, y hay muchas posibilidades propuestas, entre las que destacan las de naturaleza hidrotermal.

Estas moléculas serían amoníaco, hidrógeno, nitrito, sulfuro, el sistema hierro-azufre, formas de fosfato solubles, metano, metanol, acetileno, formaldehído, formiato, etanol, acetato, gliceraldehído, cianuro y aminoácidos sencillos.

2. Catálisis inorgánica

También parece clave que este sistema de moléculas esté suficientemente concentrado y en presencia de situaciones que faciliten las reacciones. Esta facilitación catalítica provendría de las superficies minerales, como sulfuros y minerales de la arcilla, así como de la existencia de iones metálicos.

3. Formación de pequeños péptidos

Según los modelos más modernos, parece reconocerse que el primer salto importante está en el desarrollo de los primeros péptidos a partir de cadenas pequeñas de aminoácidos inorgánicos.

Esta es la hipótesis de “proteínas primero”, una formulación más moderna del grupo de teorías denominadas “metabolismo primero”. Estos péptidos parecen formarse de forma espontánea en determinadas condiciones.

4. Plegamiento y función

Los péptidos, a medida que se van haciendo más largos y debido al carácter hidrófobo de algunos de ellos, comienzan a plegarse. El plegamiento confiere morfología y capacidad catalítica.

La catálisis tiene dos aspectos: uno es la autocatálisis, que promueve la multiplicación del péptido, y otro es la catálisis de una reacción sobre algún sustrato determinado del entorno, que promueve que determinadas reacciones aumenten su velocidad.

5. Acoplamiento de reacciones

Algunas reacciones acaban acoplándose, ya que el producto de una es el sustrato de la otra. Esto promueve la aparición de cadenas de reacciones, es decir, un protometabolismo, y también el aumento de la complejidad y longitud de los péptidos.

6. Aparición de la memoria molecular

En estos estadios del desarrollo y en paralelo comenzarían a sintetizarse los nucleótidos. En los experimentos de laboratorio es necesaria la intervención de la radiación UVA, lo que implica un ambiente expuesto a la radiación solar y lejos del ambiente hidrotermal submarino.

Una solución a este problema es un ambiente hidrotermal desarrollado en la superficie, una especie de laguna hidrotermal.

7. Compartimentación

Estas redes de reacciones pueden estar concentradas en algún tipo de compartimento inorgánico del ambiente hidrotermal, ya sean películas inorgánicas de hierro-azufre o pequeñas vesículas lipídicas porosas, como los coacervados.

8. Código genético

La asociación entre proteínas y nucleótidos proviene de la afinidad natural entre las bases nitrogenadas y los aminoácidos, ya que son compuestos caracterizados por su capacidad para enlazarse por puentes de hidrógeno.

Esta asociación electroquímica promovería que la información de la secuencia de los péptidos quedara encriptada en moléculas de nucleótidos complementarios, dando lugar al código genético.

Poco a poco comenzaría a formarse una capacidad de repetición de las redes metabólicas mediante la encriptación en cadenas de nucleótidos de la información de sus proteínas catalizadoras y del orden de su formación.

9. Evolución

La memoria promovida por la encriptación en ARN permite que comience a actuar la evolución, mediante selección natural, simbiosis y fusión, de redes de reacciones energéticamente acopladas que son capaces de copiarse a sí mismas y que quedan protegidas por una membrana.

Todo ello acaba por dar lugar a un organismo equivalente al último ancestro común universal, conocido como LUCA.

Los ambientes hidrotermales

Las propuestas más recientes se decantan por los respiraderos hidrotermales como posibles entornos para el desarrollo prebiótico. En principio, los entornos hidrotermales más lógicos serían oceánicos.

Primeramente se pensó en los humeros negros, pero los gradientes de energía de las fumarolas volcánicas submarinas son excesivos, el pH es ácido y la estabilidad en el tiempo es escasa.

Un modelo más adecuado lo proporciona el modelo de la “Ciudad Perdida”. Está basado en los humeros blancos que se producen en los procesos de serpentinización de la corteza oceánica.

Este proceso es la transformación de olivino en serpentina y ocurre de forma natural bajo condiciones hidrotermales, dando como producto final, además de la serpentina, hidrógeno molecular.

Estos humeros blancos se sitúan algo más distales de la zona volcánica y, por tanto, en un entorno de temperaturas más bajas, alcalino y mucho más estable en el tiempo.

La aparición y desarrollo de los ácidos nucleicos hace que necesitemos además radiación UVA, sólo presente en ambientes superficiales. Este desacoplamiento entre el modelo hidrotermal submarino y los nucleótidos ha sido respondido con la propuesta de un ambiente hidrotermal superficial.

La conexión entre ambos subambientes hidrotermales es actualmente una cuestión no resuelta.

LUCA, el último ancestro común universal

La comparación de las principales ramas de organismos, es decir, bacterias, arqueas y eucariotas, muestra que todos tendrían un origen común. Esta es la idea básica que subyace al concepto de LUCA.

La proteómica comparada permite encontrar los genes y proteínas ancestrales y perfilar cómo sería este organismo. LUCA tendría toda la maquinaria de transcripción y traducción génica, con un código genético ya fijado.

Metabólicamente poseería gluconeogénesis y parte del ciclo de Krebs como base para las rutas de síntesis molecular, además de una fijación de CO₂ mediada por proteínas férricas denominadas ferredoxinas.

Esto significa que sería anaerobio y quimioautótrofo: viviría en un medio sin oxígeno y obtendría la energía de compuestos inorgánicos reducidos, como el hidrógeno, en lugar de obtenerla de la luz.

La membrana, aunque ya genéticamente codificada, sería altamente porosa, hecha de ácidos grasos simples y probablemente asociada a finas películas inorgánicas de hierro-azufre.

Esta membrana aún no tendría capacidad quimiosmótica, aunque ya poseería proteínas de membrana de dos tipos: ATPasas que aprovechan el flujo de protones para sintetizar ATP y proteínas antiporte de intercambio.

Este tipo de membranas haría a LUCA aún dependiente de los gradientes químicos externos y, por tanto, solamente viable en entornos hidrotermales adecuados donde existieran estos gradientes.

Según parece, en LUCA no estarían presentes los elementos necesarios para la replicación del ADN. Se especula que su genoma aún sería de ARN, utilizando ADN a modo de paso intermedio mediante enzimas como la transcriptasa inversa.

La célula se dividiría simplemente por crecimiento y rotura. Sólo más tarde, en el camino hacia la independencia quimiosmótica, aparecería un nucleoide de ADN más estable.

Cuándo apareció LUCA

Desde hace décadas se discuten las posibles evidencias de vida en las rocas más antiguas. En Akilia, Groenlandia, existen pruebas propuestas de vida de hace 3,83 Gy, pero el fuerte metamorfismo que afecta a estas rocas hace que los datos sean difíciles de interpretar y que las conclusiones sigan siendo ambiguas y no concluyentes.

Las evidencias fósiles de Pilbara hablan de una biota ya diversificada. Por tanto, LUCA habría surgido con anterioridad, aunque esta cuestión entra en el campo de la especulación.

La evolución prebiótica necesaria para la aparición de LUCA necesita de un entorno relativamente estable. En este sentido, el Gran Bombardeo Tardío, que habría tenido lugar a finales del Hadeense entre 4.100 y 3.900 Ma, es un inconveniente, ya que aniquilaría cualquier avance de una posible biosfera.

Si se tiene en cuenta este evento, la aparición de LUCA tendría que situarse en un intervalo posterior, desde los estertores del Gran Bombardeo Tardío, alrededor de 3.900 Ma, hasta la primera evidencia fósil claramente establecida, los 3,4 Gy de Pilbara.

Sin embargo, algunos trabajos proponen que el Gran Bombardeo Tardío no habría sido lo suficientemente intenso como para detener o borrar la evolución prebiótica y que esta habría aparecido mucho antes, en algún momento posterior a la formación del sistema Tierra-Luna.

Otros autores proponen incluso que el Gran Bombardeo Tardío no habría llegado a suceder y que sería fruto de una interpretación muy simplista de los datos obtenidos de las misiones lunares.

Como vemos, la aparición de LUCA presenta dos posibles soluciones. Para la hipótesis hadeense, se escogería algún punto intermedio entre 3.900 y 4.200 Ma relativizando la importancia del Gran Bombardeo Tardío, mientras que para la hipótesis arcaica el punto intermedio se escogería entre 3.900 y 3.500 Ma.

Hallazgos de posibles microfósiles con una edad entre 4.280 y 3.760 Ma encontrados en Nuvvuagittuq, Canadá, indican también un posible origen en el Hadeense. Sin embargo, será muy difícil demostrar su biogenicidad.

La evolución de las primeras formas de vida

Las primeras formas de vida no debieron parecerse a organismos complejos como los dinosaurios o los tigres dientes de sable. El origen de la vida tiene que ver con los primeros procesos físicos y químicos que eventualmente condujeron a las células.

Las primeras estructuras capaces de copiar información, intercambiar materia y energía y permanecer dentro de un compartimento pudieron competir entre sí. En ese momento, la selección natural habría favorecido las redes de reacciones más estables y eficientes.

Lo que hemos descrito no tendría por qué haber sido un evento único. Se desconoce cuántos intentos infructuosos tuvieron lugar hasta llegar a las primeras células.

La fortaleza de la selección natural, combinada con sucesos ambientales azarosos, condujo a la persistencia de un único linaje, el de ese ancestro universal que hermana a todos los seres vivos de la Tierra.

La aparición de bacterias, arqueas y eucariotas

La comparación de bacterias, arqueas y eucariotas muestra que todos tendrían un origen común. Estos tres grandes linajes celulares se diversificaron después de la aparición de un ancestro común.

Una teoría propone que los tres linajes celulares del árbol de la vida, todos ellos con ADN, se formaron con posterioridad a LUCA gracias a la aparición de virus de ARN a expensas de LUCA.

Estos virus tienen una velocidad de mutación muy alta y se piensa que a partir de ellos surgirían enzimas capaces de sintetizar desoxirribosa, el azúcar que diferencia el ARN del ADN.

Por tanto, de los virus de ARN habrían aparecido los virus de ADN y posteriormente el ADN procariota. Todo ello podría explicar la coexistencia de dos maquinarias de replicación de ADN: una para bacterias y otra para eucariotas y arqueas.

Los virus no pueden haber existido antes que las células, ya que necesitan sus mecanismos de replicación, es decir, necesitan un huésped.

Cómo se estudia el origen de la vida

La investigación sobre el origen de la vida es muy compleja y abarca muchas disciplinas. El marco general lo ofrecen la geología y la petrología, mientras que los datos específicos provienen de la paleontología, la geoquímica, la bioquímica y la astrobiología.

Son especialmente importantes los datos referidos a las dataciones de las rocas, los datos para interpretar la biogenicidad de los fósiles supuestos, la microscopía avanzada, la espectroscopía Raman y el estudio de las relaciones de isótopos estables.

La capacidad de aplicar estos análisis en zonas microscópicas de las muestras es uno de los mayores retos, aunque en algunos casos ya resulta posible llegar hasta la nanoescala.

También son esenciales los experimentos de laboratorio de síntesis de biomoléculas y rutas metabólicas, así como los estudios evolutivos relacionados con el genoma y el proteoma en la búsqueda de proteínas y genes ancestrales.

El estudio de la vida primitiva no ofrece una única reconstrucción definitiva. Los modelos de la sopa primordial, los rayos, los respiraderos hidrotermales, el mundo del ARN y la panspermia describen posibilidades diferentes y, en algunos casos, compatibles entre sí.

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