Del vitalismo de la generación espontánea al origen de la vida

En la Ilíada, Homero nos cuenta que Aquiles une al tormento de la muerte de Patroclo la preocupación por mantener el cadáver de su pupilo libre de moscas, para evitar, así, que sus larvas lo devoren y descompongan.

Para Homero estaba clara la conexión entre las moscas –con los huevos que depositan en la carne– y sus hambrientas larvas vermiformes.

Homero fue un Aedo jonio –del siglo VIII a. C.– autor de la Ilíada y la Odisea, dos conocidas epopeyas griegas.

En Jonia, la ciencia alcanza su cenit hace más de 2500 años (entre el 600 y el 400 a. C.), para languidecer hasta su violenta desaparición en el año 415 de nuestra era con el asesinato de Hipatia y la posterior destrucción de la gran Biblioteca de Alejandría. Su quema supuso la pérdida de lo mejor del mundo clásico y la vuelta a la ignorancia irracional –en lo relativo a las ideas filosóficas– que caracterizó a la Edad Media.

Quizá el filósofo más representativo de este momento de esplendor sea Demócrito de Abdera que expone un pensamiento muy próximo al de la mejor ciencia actual: “Nada existe, aparte de átomos y el vacío”. Demócrito era un filósofo materialista: para él todo se podía entender objetivamente como propiedades de la materia en constante interacción dinámica. No hay ningún fenómeno natural inteligente ni finalista: los movimientos de la materia y sus choques son resultado del azar y la necesidad.

Al parecer Platón –quien creía que “todas las cosas están llenas de dioses”– propuso quemar las obras de Demócrito y de Homero, quizá porque el filósofo materialista no aceptaba la existencia de almas inmortales o porque creía en un número infinito de mundos, algunos habitados.

La paulatina influencia de la religión en el pensamiento nos llevó al Medievo, donde, hasta finales del siglo XVI, la naturaleza volvió a ser caprichosa e impredecible, mero agente de la voluntad divina: no se distinguían bien los organismos vivos ni entre sí ni entre la totalidad de los seres; se contemplaba toda la realidad como una cadena continua de entes creados por Dios.

Como señala Carl Sagan, pasamos del universo ordenado y comprensible de los jonios, al que por ello denominaron Cosmos, al milenio de oscuridad de la Edad Media, donde, al revés de lo que ocurrió con estos antiguos filósofos, en la idea del mundo retrocedimos del Cosmos al Caos. Así llamaban los primitivos griegos al primer ser: creían que Caos no tenía forma y le atribuían la creación de un universo de naturaleza impredecible bajo el dominio de dioses caprichosos. Cuesta creer que hace más de 2500 años la racionalidad filosófica en Jonia llevase a plantear que se puede conocer el orden interno del universo, la regularidad de sus procesos y la necesidad reglada de sus fenómenos, incluida la naturaleza y el origen de la vida. En aquel momento, pasaron de un universo caótico a otro ordenado, predecible y experimentable: el Cosmos.

Este es el legado cultural que hemos heredado de los antiguos griegos: somos Cosmos inteligente, Cosmos consciente del Cosmos.

 

El penoso camino hacia la refutación de la generación espontánea

A la luz de los conocimientos actuales, resulta casi inconcebible la idea del siglo XVI de que los seres vivos eran engendrados por generación divina. Por una parte, animales y plantas superiores podían engendrar semejantes mediante la unión, por la acción de Dios, de la materia y la forma; aunque en este caso los padres no fuesen más que la sede de las fuerzas ‒el alma y el calor innato del líquido seminal‒ que unían la materia con la forma. Por otra parte, los seres que eran considerados inferiores (gusanos, moscas, serpientes, ratones...) no nacían de la simiente, sino por generación espontánea desde la materia en putrefacción, la suciedad y el barro bajo la acción del calor del sol.

En el siglo XVI todo aparece embrollado, caprichoso, resultado del designio divino. Todo ser se explica mediante la unión singular de materia y forma. Aquí reaparecen las ideas aristotélicas, pero teñidas de las creencias de la escolástica.

La idea de generación espontánea se puede incluir entre los planteamientos vitalistas como los que encontramos ya en la Grecia clásica con Anaximandro (610-545 a.C.), el cual planteaba que los seres vivos procedían de un “lodo primordial”, mientras que Aristóteles (384-322 a.C.) consideraba la existencia de la “psyque” o “principio vital” que se manifestaba de modos diversos en plantas, animales inferiores, superiores y en el hombre. Este filósofo –materialista, pero dualista y teleológico– proponía además concepciones como la identidad entre materia viva y materia inerte, no reconociendo un límite muy claro entre lo vivo y lo no vivo. Admitía, por tanto, la posibilidad de generación espontánea de vida, esto es, que la materia denominada inerte, no organizada e incapaz de cambio, podía adquirir una psique o principio vital más o menos superior que le proporcionara naturaleza de ser vivo, es decir, capacidad de cambio. Esta idea, aunque vitalista, dejaba abierta la conexión con la concepción de un origen de la vida desde lo inorgánico.

Posteriormente, asistimos a un largo periodo (desde el siglo XVI hasta la segunda mitad del XIX) en el que la idea de generación espontánea se resiste a desaparecer, con manifestaciones diversas y frecuentemente acompañada de otras ideas coherentes con el vitalismo como la teleología.

En el siglo XVII, Francesco Redi (1626-1698) empleó el método experimental y logró demostrar fehacientemente que la carne putrefacta protegida por una gasa no “criaba gusanos por sí misma” sino que –como ya sabía Homero–, más bien, aquellos eran larvas que procedían de los huevos previamente depositados por una mosca. Estos experimentos supusieron un fuerte revés para la idea de la generación espontánea. Pero el avance de la microscopía con R. Hooke (1635-1703) y A. van Leeuwenhoek (1632-1723), no solo abrió el campo de la observación de tejidos y microorganismos, sino también la posibilidad de que estos últimos pudiesen surgir de forma espontánea.

En el siglo XVIII, Lázaro Spallanzani (1729-1799) calentó agua en un recipiente tapado hasta su ebullición y posteriormente la dejó enfriar evitando su contaminación. Demostró así que estos microorganismos proceden de huevos y esporas. Los partidarios de la generación espontánea objetaron que la fuerza vital no podía entrar con el aire en un recipiente tapado. Con esta argumentación la idea duró otros cien años. 

En 1861, Louis Pasteur (1822-1895) ideó unos experimentos para demostrar que los microorganismos solo aparecían como contaminantes del aire y no espontáneamente. Utilizó unos matraces en cuello de cisne que permitían la entrada de oxígeno que se consideraba necesario para la vida, pero que con sus cuellos largos y curvos atrapaban las bacterias, las esporas de los hongos y otros microorganismos evitando que su contenido se contaminase. Demostró así que, si hervía el líquido del interior para matar los microorganismos ya presentes y se dejaba intacto su cuello, no aparecería ningún microorganismo. Alguno de sus frascos, estériles todavía, siguen exhibiéndose en el Instituto Pasteur. Solo si se rompía el cuello del matraz, favoreciendo la entrada de gérmenes contaminantes, aparecían microorganismos. Pasteur proclamó: “La vida es un germen y un germen es vida”.

Además de refutar la idea de la generación espontánea, estudios posteriores de Pasteur contribuyeron junto a los de Robert Koch (1843-1910) ‒en una feliz conexión‒ al alumbramiento de la teoría microbiana de las enfermedades infecciosas. Estos grandes eventos supusieron el nacimiento de la Microbiología como ciencia experimental.

 

La conexión del vitalismo celular con el reduccionismo bioquímico abre el camino a la investigación del origen de la vida

Hemos visto como la idea de generación espontánea de vida ha ido siempre acompañada de un “principio, fuerza o impulso vital”, de carácter más o menos divino y no sujeto a las leyes de la física y de la química, que transformase la materia inanimada en materia viva. Para los vitalistas ninguna parte aislada de un organismo estaba viva; por el contrario, las propiedades de la materia viva eran de alguna manera compartidas por todo el conjunto del organismo. El fin de la generación espontánea y el establecimiento de la teoría celular, que situaba a la célula como unidad elemental de vida, acabaron definitivamente con esta versión del vitalismo, pero no del todo con él. Antes de continuar, conviene recordar que el vitalista Aristóteles mantenía, sin embargo, una concepción muy avanzada sobre la identidad entre materia viva y materia inerte.

En este estado de cosas y de forma paradójica, Schwann y Pasteur se convierten en abanderados de una nueva formulación vitalista donde sostienen que las actividades químicas que realizan los tejidos vivos no se pueden realizar en condiciones experimentales de laboratorio, y establecen así dos categorías de reacciones: las “químicas” y las “vitales”.

Frente a los nuevos vitalistas se alzaban los reduccionistas, así llamados porque creían que los complejos procesos de los sistemas biológicos podrían reducirse a otros más simples. El primer éxito de los reduccionistas vino de la mano del químico alemán Friedrich Wöhler (1800-1882) cuando convirtió una molécula inorgánica, el cianato de amonio, en una orgánica, la urea.

No obstante, las afirmaciones de los vitalistas se fortalecieron porque, a medida que los conocimientos químicos mejoraban, se hallaron en los tejidos vivos muchos compuestos nuevos que jamás se habían visto en el mundo de lo no vivo o inorgánico. A finales de la década de 1880, el principal vitalista era Louis Pasteur, quien sostenía que los maravillosos cambios que tienen lugar al transformar el jugo de las frutas en vino eran “vitales” y solo podían realizarlos células vivas como las de levadura.

Con la refutación experimental de la idea de generación espontánea, Pasteur reforzaba el aforismo omnis cellula ex cellula, con el que Virchow puso el broche de oro a la teoría celular, pero al mismo tiempo se alejaba del planteamiento científico del origen de la vida, quizá imposible de abordar en ese momento. Años después escribió esto, refiriéndose a la generación espontánea de vida:

“La he estado buscando durante veinte años sin encontrarla, pero no creo que sea una imposibilidad.” 

El opositor más importante a la teoría vitalista de Pasteur fue Justus von Liebig (1803-1873), considerado el “padre” de la química germana.

En 1898, otros alemanes –los hermanos Eduard Büchner (1860-1917, Premio Nobel de Química en 1907) y Hans Büchner (1850-1902)– demostraron que una proteína extraída de las células de levadura podía producir fermentación fuera de la célula viva. A esta sustancia se la denominó enzima (de la palabra griega zyme) que significa “levadura” o “fermento”. Se demostró que una reacción “vital” era química, cesando así la polémica con los vitalistas y sentando las bases de la Bioquímica como ciencia.

No obstante, a pesar de la victoria de los reduccionistas sobre el vitalismo, la escuela francesa –que enarbolaba la bandera de la célula como unidad vital– y la alemana –más reduccionista y que veía a las proteínas como protagonistas de las reacciones químicas en los seres vivos– mantuvieron el enfrentamiento en diversos temas.

Si bien la biología comenzó como ciencia experimental dentro del marco teórico proporcionado por la teoría de la evolución y la teoría celular, los primeros resultados de este desarrollo fue el surgimiento en los albores del siglo XX de dos grandes ramas, la bioquímica y la genética, alrededor del aislamiento y caracterización química de las sustancias celulares, y del estudio de la herencia de los caracteres de animales y plantas, respectivamente.

Este despliegue de las ramas de la biología fue preparando las conexiones para el abordaje científico del problema del origen de la vida, una vez superados tanto el planteamiento vitalista original de la idea de generación espontánea como el neovitalismo de Pasteur. Así pues, hacía falta un planteamiento inicialmente reduccionista del problema para imaginar el posible camino recorrido desde el nivel molecular al celular o, dicho de otra forma, desde el mundo de lo inorgánico al organismo vivo.

Una vez que la bioquímica ha caracterizado los principales tipos de biomoléculas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) y sus monómeros constituyentes, uno de los primeros problemas es el de cómo se pudieron formar estas biomoléculas a partir del escenario geológico inorgánico de la Tierra primitiva. Después de la formación de monómeros orgánicos, y en su caso de los biopolímeros correspondientes, debemos reconstruir el camino de la coevolución que condujo a la formación de los sistemas celulares esenciales y la célula primitiva.