Formacion de las moleculas organicas

¿Cuáles son las dos hipótesis sobre la formación de moléculas orgánicas en la Tierra?

Aunque los científicos no pueden abordar directamente cómo surgió la vida en la Tierra, sí pueden formular y probar hipótesis sobre procesos naturales que podrían explicar varios pasos intermedios, coherentes con las pruebas geológicas. En la década de 1920, Alexander Oparin y J. B. S. Haldane propusieron de forma independiente hipótesis casi idénticas sobre cómo se originó la vida en la Tierra. Su hipótesis se denomina ahora hipótesis Oparin-Haldane, y los pasos clave son:

La hipótesis Oparin-Haldane se ha probado y revisado continuamente, y cualquier hipótesis sobre cómo empezó la vida debe dar cuenta de los 3 requisitos universales primarios para la vida: la capacidad de reproducir y replicar la información hereditaria; el encierro en membranas para formar células; el uso de energía para lograr el crecimiento y la reproducción.

Stanley Miller y Harold Urey pusieron a prueba el primer paso de la hipótesis Oparin-Haldane investigando la formación de moléculas orgánicas a partir de compuestos inorgánicos. Su experimento de los años 50 produjo una serie de moléculas orgánicas, entre ellas aminoácidos, que las células vivas fabrican y utilizan para crecer y reproducirse.

¿Por qué son importantes los monómeros en la formación de polímeros?

Las moléculas orgánicas son moléculas formadas por carbono e hidrógeno, y pueden incluir otros elementos. Las moléculas orgánicas deben contener átomos de carbono unidos covalentemente a átomos de hidrógeno (enlaces C-H). Suelen incluir oxígeno y también pueden contener nitrógeno, azufre, fósforo y otros. Los hidrocarburos, como los alcanos, alquenos y alquinos, son moléculas orgánicas, al igual que los alcoholes, los ácidos carboxílicos y los hidratos de carbono. Muchos compuestos orgánicos están formados por cadenas de átomos de carbono enlazados covalentemente con átomos de hidrógeno unidos a la cadena (lo que se conoce como columna vertebral de un hidrocarburo)[2].

La mayor parte (85% aproximadamente) de la energía primaria mundial procede de los combustibles fósiles, que están formados en su mayor parte por moléculas orgánicas. Estas moléculas orgánicas se someten a combustión: reaccionan con el oxígeno de la atmósfera y producen dióxido de carbono. Este proceso suele implicar una reacción exotérmica que libera energía térmica que se convierte en energía utilizable, normalmente con un motor térmico.

Además de las moléculas orgánicas que se encuentran en los combustibles fósiles, se pueden encontrar moléculas orgánicas en los tejidos vegetales, las bacterias y los hongos. Otras cosas como las frutas y verduras, la madera, la leche, el papel y la mayoría de los plásticos contienen compuestos orgánicos. En cambio, el dióxido de carbono (CO2) tiene carbono, pero no hidrógeno, por lo que no es un compuesto orgánico. Del mismo modo, el agua (H2O) tiene hidrógeno pero no carbono, por lo que tampoco es un compuesto orgánico. En general, si un compuesto no contiene átomos de carbono e hidrógeno, se considera inorgánico[3].

Formación de compuestos orgánicos simples

La hipótesis de los científicos es que el universo comenzó a existir hace unos 15.000 millones de años, con una colosal explosión a la que se suele denominar big bang. Los gases y el polvo de esa explosión produjeron la primera generación de estrellas y, a lo largo de miles de millones de años, las estrellas explotaron y sus restos formaron otras estrellas y planetas. El sistema solar se formó presumiblemente de este modo hace entre 4.000 y 5.000 millones de años. Durante los siguientes mil millones de años, la Tierra fundida se enfrió, formando una corteza exterior endurecida. Hace unos 3.500 millones de años aparecieron los seres vivos.

Hace unos 3.800 millones de años, la atmósfera terrestre estaba formada por elementos como nitrógeno, hidrógeno, sodio, azufre y carbono. Algunos de estos elementos se combinaron para formar sulfuro de hidrógeno, metano, agua y amoníaco. El vapor de agua se condensó, dando lugar a millones de años de lluvias torrenciales, durante los cuales se formaron los océanos. El gas del núcleo de la Tierra salió a la superficie a través de los volcanes. La radiación ultravioleta bañó la Tierra y los elementos y compuestos interactuaron entre sí para formar moléculas complejas.

¿Qué molécula creen los científicos que fue la primera en producir dióxido de carbono?

Los geólogos estiman que la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años basándose en la datación radiométrica, una técnica utilizada para medir la edad de algunas de las rocas y otros materiales geológicos más antiguos del planeta (¡que se siguen descubriendo hoy en día!). La vida no floreció plenamente en ese momento de la historia, y la supervivencia se hizo aún más difícil cuando varios cuerpos celestes y asteroides entraron en contacto con la Tierra. Sin embargo, cuando la vida consiguió mantenerse, la Tierra tuvo un montón de «primicias», dos de las cuales trataremos en esta guía: la primera molécula orgánica y la primera célula. Empecemos.

Una molécula orgánica es una molécula compleja formada principalmente por átomos de carbono enlazados con carbonos y otros tipos de átomos. Los científicos han examinado y propuesto que las primeras moléculas orgánicas eran bastante simples, basadas en el carbono y compuestas por unos pocos átomos. Posteriormente, estas moléculas de carbono se enlazaron con otros elementos para formar moléculas complejas.

Los científicos creen que la formación de moléculas orgánicas se produjo mucho antes de la aparición de las células, aunque éstas se consideren ahora la definición primaria de los seres vivos. Varios experimentos e hipótesis explican la formación de estos bloques de construcción orgánicos, dos de los cuales veremos a continuación.