El origen de la vida (3)

De entre todas las asignaturas que estudié en Biológicas una de las que más me gustó fue la Geología de Segundo; tuve diferentes profesores según el tema de la asignatura. El jefe del Departamento era el catedrático D. Jose María Donoso, profesor brillante con, desde mi punto de vista, una alta capacidad pedagógica. Pero tengo que decir que me hizo sufrir bastante para aprobar esta asignatura y, pensándolo bien, yo creo que todo se debió a su muy especial carácter y forma de ser que tenía. Algo que era compartido por bastantes compañeros míos. Quiero recordar que su especialidad eran los "foraminíferos plactónicos", donde estaba considerado una verdadera autoridad. Con él aprendí por primera vez lo que era la Paleontología y conocí más profundamente las primeras teorías sobre el origen de la vida y la evolución.

Desde hace años se vienen encontrando fósiles en materiales cada vez más antiguos; hoy ya se puede decir que la parte más alta del Precámbrico (700 millones de años) es fosilífera; hacia abajo los fósiles van siendo más raros. Hasta los mil millones de años, son relativamente abundantes (Sáhara, Canadá); en estos lugares, podemos encontrar "estromatolitos", que eran formaciones o depósitos sedimentarios que estaban formados por comunidades de microorganismos en malla. Las características de estos estromatolitos indican que no pueden ser resultado de sedimentación inorgánica. Hoy llegamos a la conclusión de que se trata de cierto tipo de algas, que son capaces de fijar carbonato cálcico; por ello hoy se está de acuerdo en su génesis: algas que se desarrollaron hace mil millones de años.

En materiales de hace 1.500 millones de años, en Canadá, se han encontrado en el interior de sílex, microfauna y microflora constituída por organismos unicelulares y pluricelulares. Se piensan que unos serían algas y otros hongos. En materiales de hace 2.700 millones de años, concretamente en calizas y dolomías de Bulawa, se ha encontrado formas semejantes a los estromatolitos; en principio estas formas se parecen a los estromatolitos posteriores. Se puede pensar en una misma génesis, aunque es mejor decir que se trata de productos de actividad orgánica.

Por último, en materiales de hace 3.000 - 3.200 millones de años, se han encontrado dentro de las rocas productos orgánicos; por ejemplo fitano y pristano, que son compuestos que provienen de las degradación de la clorofila; luego en aquel tiempo ya existía la vida. Hoy en día incluso se ha detectado en estos materiales corpúsculos que podrían correspoder a bacterias; por lo tanto podemos decir que la vida es anterior a los 3,000 millones de años.

Pero tenemos otros datos: una roca sedimentaria se ha formado posteriormente a una meteorización; en nuestra atmósfera actual oxidante, los iones que componen las rocas sedimentarias se encuentran en su fase de forma oxidada y sólo excepcionalmente se forman sulfuros. Los estudios que se han realizados en rocas sedimentarias anteriores a 2.000 millones de años indican que la atmósfera de esa fecha tenía condiciones distintas a la actual. En rocas sedimentarias hallamos casi siempre sulfuros; las oxidadas, cuando aparecen, estan siempre en pequeña cantidad y en las formas menos oxidadas. Llegamos, pues, a la conclusión de que la atmósfera actual es distinta; la que existía entonces era anoxigénica, reductora. Las rocas sedimentarias formadas desde hace 1.000 millones de años hasta hoy indican unas condiciones atmosféricas más o menos como las actuales: atmósfera oxidante; entre los mil y los dos mil millones de años hacia atrás, se dió el cambio de atmósfera.

Este punto de la atmósfera reductora es interesante cuando se habla del origen de la vida; al existir esta atmósfera, uno de los principales problemas que actualmente se podría encontrar en la génesis vital se eliminaría en esa atmósfera; las radiaciones ultravioletas entrarían con más facilidad y se podrían formar compuestos como los que se obtienen en el laboratorio. Podemos aceptar que en las primeras etapas geológicas se podrían formar los primeros productos obtenidos hoy en los laboratorios. El problema es su ensamblaje.

(*) En la fotografía de arriba, restos de organismos fosilizados procedentes de rocas ricas en sílice de la formación de Bitter Springs, en Australia Central. Estos organismos se depositaron hace unos 850 millones de años, esto es, a finales de la era Precámbrica. Estas rocas presentan la estructura estratificada de los estromatolitos. Foto J. William Schopf, Universidad de Harvard.

El origen de la vida (2)

Sobre el origen de la vida hay una serie de teorías diferenciadas. Una primera teoría propugna un origen sobrenatural de la misma y dice que su origen es un fenómeno imposible de explicar por procedimientos físico-químicos. Un segundo grupo defiende la teoría de la ciencia-ficción y propugna un origen extraterreno; tendríamos la teoría, por ejemplo, de la Panspernia. Según ella existiría como una especie de nube cargada de gérmenes vitales, que en su desplazamiento por el Universo, si encontrara un planeta favorable lo fecundaría.

Una tercera teoría es la de la generación espontánea, según la cual la vida se estaría generando espontáneamente, de forma natural. Una cuarta teoría sería la de la reacción fisico-química progresiva; dice que la vida se generó al principio de la historia de la tierra a partir de compuestos orgánicos que se organizarían hasta dar lugar a los seres vivos; los compuestos orgánicos se sintetizarían a partir de compuestos inorgánicos.

Hace 600 millones de años la vida tendría una diversidad y una complejidad casi equiparable a la vida actual. A principios del Cámbrico, los restos fósiles indican que todos los tipos de organismos con la única excepción ( y esto no es seguro) de los cordados, existía ya. Sin embargo, poco podemos decir en función de los datos paleontológicos respecto de la vida en el Precámbrico; basta con decir, para hacernos una idea de la dificultad, que en España a finales de los años setenta del pasado siglo no se había citado un sólo fósil de este período; sin embargo ya había más de 20 yacimientos de envergadura del Cámbrico.

Llegados a este punto tenemos que hacernos una pregunta: ¿por qué son escasos en este período los fósiles?. Hay tres teorías que intentan justificarlo.

Primera.-Los fósiles existían en el Precámbrico, al menos en su parte superior, con tanta importancia como en el Cámbrico, pero se destruyeron con el metamorfismo. La serie de materiales de la época del Precámbrico suele estar metamorfizada y casi toda carece de fósiles.

Segunda.-La vida en el Precámbrico era menos abundante que en el Cámbrico; si todos los organismos derivan de un grupo inicial que a lo largo del tiempo se ha ido complicando y desarrollando, debemos pensar que al principio era pequeño.

Tercera.-Los fósiles provienen generalmente de un organismo dotado de material orgánico; casi todos provienen de organismos sin esqueletos. Por eso hay autores que dicen que hace 600 millones de años las condiciones físico-químicas terrestres fueron las que favorecieron la formación de esqueletos inorgánicos (esquelas). Lo más seguro es que la ausencia de fósiles en el Precámbrico se deba a las tres razones expuestas.

(*) Arriba fotografía de Ayers Rock (Australia). Estos terrenos corresponden al Precámbrico y fueron de los primeros en que aparecieron algas verdeazules, una de las primeras evidencias fósiles de la vida. Archivo Atlas Mundial

El origen de la vida (1)

Es posible que, uno de los temas que desde siempre haya apasionado más al ser humano sea el del origen de la vida en el Universo; hoy sabemos que el origen de la vida es simplemente un eslabón que marca la frontera entre los períodos de evolución química y de evolución biológica, pero desconocemos aún muchos de los detalles de tan trascendental eslabón.

Hace ya bastantes años un periodista de temas científicos le hizo una entrevista al profesor e investigador español Joan Oró , profundo conocedor del tema. La pregunta que le hicieron fue: "¿Cómo definiría la vida?". Transcribo aquí a continuación, por ser muy interesante, su respuesta: "De una forma general puede decirse que existen hasta diez tipos y definiciones de vida: 1) vida inteligente; 2) vida animal; 3) vida vegetal; 4) vida multicelular; 5) vida unicelular, de células eucariotas (con nucleo visible y desarrollado); 6) vida unicelular, de células procariotas (sin núcleo definido); 7) vida subcelular; 8) virus complejos; 9) virus simples, y 10) vida molecular, de una molécula de DNA que no puede existir en sí sin la presencia de enzimas y de los mecanismos necesarios para la reproducción del material genético."

Según el profesor Joan Oró, las formas de vida más antiguas que se conocen hasta el presente sean, posiblemente, los restos de microfósiles de algas verdeazules que se encontraron en el Precámbrico del sur de Africa; nosotros sabemos que esas algas producían oxígeno y, por tanto, que se relacionaban con otros organismos anteriores aún más simples y que fueron sus propios precursores.

Estas algas verdeazules que se se encuentran en los sedimentos precámbricos tienen aproximadamente 3.000 millones de años de antigüedad, y son muy similares a las actuales; un especialista difícilmente podría distinguirlas entre sí, aunque unas sean microfósiles y otra seres vivos. Estos organismos son muy antiguos, pero a pesar de ello ya estaban muy avanzados desde el punto de vista de la adpatación a las condiciones de existencia en los mares y en las aguas; es decir, y este es el aspecto más interesante, aunque para nosotros se trate de seres muy simples, estaban adaptados perfectamente al ambiente que los vió nacer, lo cual significa que, dentro del campo de lo que en ecología se llama "nicho ecológico", habían llegado ya a la cumbre de la adaptación.

Estos organismos estan tan bién adaptados que han resistido 3.000 millones de años. Podríamos suponer que las algas verdeazules serán los últimos organismos en desaparecer. Y es muy interesante el hecho (y esto es algo que se ha podido comprobar) de que, por ejemplo, cuando surge un volcán y aparecen nuevas islas y lagos como sucedió en los años 70 en Islandia, los primeros organismos que se encuentran en las aguas son precisamente las algas verdeazules.

(*) En la microfotografía de arriba: Euglena viridis, alga verde unicelular frecuente en las aguas dulces. Se diferencia de las verdeazules en que mientras la euglena es eucariota, la cianofitas son procariotas, es decir, sin un núcleo definido que englobe el material genético. Foto archivo Facultad de Ciencias, departamento de Microbiología. Univerdidad de Stanford.

Una vida solitaria entre tinieblas (2)

Como hemos podido ver hasta ahora, el que podemos llamar "reino subterráneo" cuida de alguna manera del aprovisionamiento de las substancias alimenticias indispensables para sus moradores; la materia orgánica no siempre es tan escasa como se podría pensar, pues además de la murcielaguina tenemos que contar con los restos orgánicos arrastrados por el agua al interior de la cueva. Por otro lado, ya tendremos ocasión de hablar de una fuente muy importante de nutrición: la arcilla

Como consecuencia biológica de la obscuridad se presenta la atrofia o total despigmentación de los ojos de los animales auténticamente cavernícolas. Este fenómeno lo experimentan, por ejemplo, los crustáceos que viven en las zonas subterráneas de los suelos pantanosos, que en ocasiones son totalmente ciegos. Esto se aprecia también en los isópodos en su traspaso desde la superficie a la obscuridad, según encontremos al ejemplar en el acceso a la cueva o bién en el interior de la misma. Los ojos de la formas videntes son pequeños y pigmentados, en tanto que han desaparecido en las especies cavernícolas sin dejar rastro.

En cuanto aparecen en las cuevas animales anfibios como las salamandras, por ejemplo, podemos comprobar que muestran en diversos grados la atrofia de su vista llegando incluso a la ceguera más absoluta. El hecho de que los anfibios jóvenes tengan los ojos mucho más perfeccionados que los animales adultos radica precisamente en que experimentan el proceso de transformación en el período postembrionario.

La influencia de las condiciones del medio sobre la forma de vida, aspecto corporal y funciones orgánicas, queda demostrada de manera patente en los insectos subterráneos, especialmente en los que viven en las cuevas de los macizos montañosos europeos, que son ciegos en su mayoría, o disponen tan sólo de ojos rudimentarios; la carencia de luz les ha llevado a una extrema falta de pigmentación de sus caparazones quitinosos, lo que es un fenómeno que puede observarse en los crustáceos, ácaros, etc, de vida subterránea.

Las antenas de los coleópteros cavernícolas son más largas y llevan cerdas táctiles sobre los élitros y sobre el caparazón cutáneo; sus ojos se han atrofiado. La cabeza y el caparazón cutáneo de estos invertebrados experimentan una notable prolongación, predominando además en los mismos cierta tendencia a una contracción tras el primer anillo pectoral, unido al fuerte aumento en tamaño de la parte posterior del cuerpo (fisiogastria). Algunas características, como la logitud de las patas, la carencia de alas, la ceguera y la falta de pigmentos, que costaria rápidamente la vida de sus portadores si se encontraran al aitre libre, le hacen forzosa la existencia en cuevas y grutas y convierten a estos seres en prisioneros de sus moradas.

(*) Arriba, dibujo de anfibio cavernícola, el Proteo. Despigmentado y anoftalmo. Ilustración de "La Espeleología", de Ernst Bauer.

Una vida solitaria entre las tinieblas (1)

No hay duda alguna de que es posible encontrar zonas y lugares sobre la superficie terrestre en las cuales la luz del sol no penetra o lo hace muy debilmente; hablaríamos, por ejemplo, del suelo de los bosques espesos, bajo las piedras y rocas, entre el lodo y el musgo, bajo la hojarasca, y tantos otros más. Pero la zona típica de las sombras y tinieblas es el interior de la corteza terrestre, sus grandes regiones como las cuevas, grutas, galerías y el propio subsuelo con la gran variedad de sus pequeñas cavidades, grietas y poros.

Las oscilaciones diarias y anuales a las que estan sometidas las zonas epigeas, aquí no se notan o estan muy atemperadas. La temperatura constante y por lo general baja, el regular nivel alto de la humedad, la escasez de medios de alimentación y la carencia total de luz, representan el ecosistema de estas zonas de vida más o menos aislada. Los seres animales cuya existencia se adpta y se habitúa a las condiciones de estos lugares subterráneos en el seno de la tierra, no pueden abandonar jamás dichas zonas y viven totalmente adscritos a las condiciones de su ambiente.

En estos lugares faltan, necesariamente, las plantas verdes cuya actividad asimilatoria precisa, sin remedio, de la luz; en el mejor y más favorable de los casos, crecen hongos en los excrementos animales de las cuevas, como es el caso del guano de los murciélagos, o en la madera más joven de las galerías. Pero cuando existe ya una ínfima cantidad de luz, aparecen vegetales que no son menos interesantes que el mundo animal ciego de las profundidades tenebrosas. En las fisuras de las paredes se puede enraizar el musgo, no suele ser raro que el suelo y las paredes de las cuevas se cubran por una masa de algas verde azuladas, resplandecientes, o por un tapiz musgoso muy rico en variedades.

Este hecho demuestra, de alguna manera, que la constitución de la materia orgánica tiene lugar también, aunque en una medida muy pequeña en el interior de las cuevas en zonas muy próximas a la entrada. Pero cuando esto sucede en zonas más profundas de la cavidad, entonces, nos encontramos ante un problema de contaminación. Y uso esta expresión porque la luz, que es un agente ajeno al interior de la cueva, no es otra cosa que una fuente de contaminación en el interior de las cavidades; por eso, en aquellas cuevas que se abren a las visitas turísticas, el uso de las fuentes de iluminación de una manera abusiva puede poner en serio peligro el ecosistema de la misma. Algo que, desgraciadamente, está pasando en cavidades que estan o han estado abiertas al turismo de una manera poco controlada.

(*)En la foto de arriba tomada en 1985 en la Cueva de Nerja por mí, podemos ver cómo las algas estan colonizando la colada de una pared en la Sala del Ballet; el exceso de luz que por entonces tenía la cueva era la causa directa del problema. Estas algas fueron estudiadas por el departamento de Botánica de la Facultad de Ciencias de Málaga, resultando ser algas verdes-azules.

La atmósfera de la Tierra

Existe realmente una gran diferencia entre la investigación que se lleva a cabo en el laboratorio y los estudios de la Tierra y los planetas, pues en el laboratorio los científicos pueden realizar experimentos de una manera controlada para obtener respuestas que ellos mismos han planteado. Pero en el caso de la Tierra y los otros planetas del sistema solar, al ser de tan grandes dimensiones, no se pueden llevar a cabo esos experimentos controlados y lo único que podemos hacer es observar lo que ocurre, para al final intentar interpretar este comportamiento mediante las leyes de la física y la química. Al fin y al cabo, el meteorólogo no es sino un gran observador que con los datos obtenidos interpreta los cambios en la atmósfera terrestre.

Los científicos saben hoy que los movimientos atmosféricos dependen de la velocidad de rotación del planeta, de la distancia del planeta al sol y de su composición atmosférica. En los últimos 40 años y con la ayuda de los vuelos espaciales se ha empezado a tener conocimiento y comprensión de las atmósferas de los planetas cercanos;sin embargo, lógicamente, nuestra mayor comprensión es sobre la atmósfera terrestre. La composición de una atmósfera planetaria despende de la forma en que se formaron originalmente el planeta y su atmósfera, así como de los procesos físicos y químicos que continuamente añaden algunos gases en la atmósfera, y extraen otros; ejemplo de estos procesos son las erupciones volcánicas.

Pero no siempre es fácil especificar la composición global de la atmósfera de un planeta; debemos decidir qué incluimos en ella. Sobre Venus y Marte no hay problema porque hay un paso, una transición bién marcada en la superficie de estos entre gas en la parte superior y parte sólida en la inferior; aquí la superficie del planeta marca el límite inferior de la atmósfera. En los planetas exteriores, gaseosos, no hay límites inferiores claramente definidos en su atmósfera. El gas, probablemente, pasa a líquido y después a sólido en el interior de estos planetas debido a las enormes presiones allí existentes; por lo tanto cuando hablamos de las atmósferas de estos planetas nos referimos a las regiones externas.

Pero cuando nos fijamos en la Tierra, la situación es más complicada debido a la presencia de los océanos. Entonces no siempre va a ser suficiente decir que el límite inferior de la atmósfera es la superficie marina o de la tierra; y esto es así porque hay un continuo intercambio de materia y energía entre el mar y el aire que tiene encima. Por eso, en cierto sentido, el comportamiento de uno depende del comportamiento del otro. Y también por eso, según lo que nos propongamos, puede ser conveniente considerar el océano y la atmósfera como parte del mismo sistema físico.

(*) Foto tomada por el autor desde la playa de Las Acacias (Málaga)

El clima de Málaga (1)

El clima de Málaga es templado y suave y con una humedad media anual más bien moderada (67%), y que resulta más baja que por ejemplo la de Almería (73%). Situada en el litoral sur mediterráneo, es la estación más templada de España, ya que la temperatura media más baja del mes de Enero suele ser 12,5º, siendo más raro valores por debajo de este dato, aunque en los últimos 30 años esto sí ha sucedido con más frecuencia. Si atendemos a la clasificación de los climas en España, la ciudad y gran parte de la provincia se encuadra en la zona "Mediterráneo subtropical", variedad climática que se extiende por el Mediterráneo andaluz desde Adra hasta Gibraltar.

El verano, si se exceptúan los días en que sopla el viento de componente Noroeste conocido como "terral", no es de un calor sofocante, siendo refrescado el ambiente por el viento del Este (Levante), que es húmedo. En invierno la ciudad queda al abrigo de los vientos fríos del Norte gracias a las montañas y sierraas que la rodean.

La primavera es bastante uniforme y regular, algo no tan exacto en los últimos años, y que es interesante tener en cuenta ya que esta es una estación más bien irregular. En el mes de Abril suelen darse lluvias, días cubiertos y cortos chubascos que se alternan con la salida del sol, todo ello con una temperatura normalmente suave.

Aunque el clima de la ciudad lo encuadramos en la región subtropical, ya sea por la influencia del mar o bien por la circunstancia de la situación orográfica, la realidad es que hay numerosos terrenos que situados en exposiciones abrigadas dan lugar a diferentes climas locales o microclimas, que como si fueran invernaderos son excelentes para adelantar los cultivos establecidos en ellos o bien para cultivar vegetales de la zona tropical (aguacate, mango, etc.).

Para la descripción del clima de la provincia de Málaga puede servir, por ejemplo, la obra de Ceballos y Vicioso "Estudio sobre la vegetación y la flora forestal de la provincia de Málaga", o la más moderna "Guía del medio ambiente de la provincia de Málaga" editada por el área de Juventud de la Diputación Provincial de Málaga.

(*) Foto de Málaga tomada desde el castillo de Gibralfaro. Archivo del autor. Año 1998