Cómo crear casi-vida: experimento de coacervados

Según la teoría propuesta por Alexander Oparin y John Haldane, los coacervados son las formaciones coloidales que pudieron desarrollarse hasta considerarse las primeras formas de vida. En esta ocasión, se presenta un experimento para poder crearlos de una forma muy simple y accesible, pero bastante interesante.

Tomemos dos soluciones de sustancias orgánicas de alto peso molecular, por ejemplo, una solución acuosa de gelatina y otra similar de goma arábiga. Ambas son transparentes y homogéneas; en ellas la sustancia orgánica se encuentra totalmente fundida con el medio ambiente. Las partículas de las sustancias orgánicas que hemos tomado están uniformemente distribuidas en el disolvente. Mezclemos ahora las dos soluciones y observaremos inmediatamente que la mezcla se enturbia y, si la examinamos al microscopio, podremos ver que en las soluciones, antes homogéneas, han aparecido unas gotas, separadas del medio ambiente por una veta divisoria. […] En estos casos se forma algo así como un amontonamiento de moléculas en determinados lugares de la mezcla. Es por eso que las gotas que así se forman se les dio el nombre de coacervados (del latín acervus, montón).

Alexander Oparin

El Origen de la Vida

El siguiente experimento demuestra la capacidad de la materia para autoorganizarse. Sólo se necesita disolver dos tipos de sustancias orgánicas, una proteína (grenetina) y un carbohidrato (goma arábiga).

Materiales y objetos

  • Una cucharadita de grenetina (gelatina sin sabor).
  • Una cucharadita de goma arábiga (en caso de no conseguirse, puede usarse goma guar o goma xantana). Se consigue en tiendas de cocina y dulcerías.
  • Agua.
  • Dos recipientes limpios.
  • Una lupa.
  • Un agitador o cuchara.
  • Gotero o popote.
Materiales_solo_es_ciencia
Materiales y objetos necesarios para llevar a cabo este experimento. Crédito: Aldo Parra.

Procedimiento

  1. Se coloca en uno de los recipientes la cucharadita de grenetina y en el otro se coloca la cucharadita de goma guar.
  2. Se agrega agua a cada recipiente, aproximadamente una taza. Para facilitar la disolución, puede usarse agua tibia. La dos soluciones deben verse transparentes y homogéneas.
  3. Se mezclan las dos soluciones, se agrega el contenido de uno de los recipientes al otro; enseguida se debe observar que la mezcla se vuelve opaca y grisácea. ¡Han nacido los coacervados!
  4. Se acerca el recipiente a una fuente de luz y podrán observarse, con ayuda de la lupa, las formaciones coloidales, la acumulación de sustancia en medio del agua.
  5. Para observar los coacervados en un microscopio basta tomar una gota de la mezcla y ponerla sobre un portaobjetos, cubrirlo con un cubreobjetos y situarlo bajo el microscopio. Se pueden ver con un microscopio óptico sencillo o con esos lentes especiales de microscopio que se ponen en la cámara de los teléfonos inteligentes.
  6. Se puede tomar parte de estas muestras y ponerlas en una solución de agua salada, agua con azúcar, colorante o jabón, para luego observarlos al microscopio las consecuencias:  pueden encogerse, agrandarse o simplemente destruirse. También puedes variar las concentraciones de grenetina o goma guar y observar los cambios.
  7. ¡Diviértete!

Explicación

Las dos sustancias se agrupan a causa de fuerzas electrostáticas entre sus moléculas. Esto no va a suceder con todas las sustancias, pues depende mucho de su estructura molecular. Es interesante ver cómo la materia se organiza gracias a simples interacciones físicas, no sólo da luz al origen y desarrollo de la vida, sino que define la compleja y fascinante vida como un proceso emergente de dichas interacciones.

Mezcla_solo_es_ciencia
Al agruparse las moléculas de grenetina y goma guar, forman pedacitos mucho más grandes que las moléculas individuales; éstas interfieren masivamente con el paso de luz y ocasionan que la mezcla se vuelva opaca. Crédito: Aldo Parra.

 

Coacervados_microscopio
Foto de los coacervados en un microscopio de 200x. Crédito: Aldo Parra.

Como demuestra el experimento de Miller Urey, en la agitada y olorosa tierra primigenia se formó una gran cantidad de diversas sustancias orgánicas, como aminoácidos, proteínas y azúcares; que posteriormente se disolvieron en el océano, a esta extensión de agua con materia orgánica y minerales se le llama el caldo primigenio.

Las moléculas orgánicas, al estar libremente disueltas en el agua comenzaban a interactuar unas con otras, así, se formaron agrupaciones delimitadas del medio circundante, que absorbían sustancias de éste y, si eran lo suficientemente estables, permanecían; si no, se desintegraban y sus fragmentos vagaban en el caldo, integrando otras sustancias hasta formar nuevos coacervados.

Con este simple pero poderoso primer proceso de selección natural, se desarrollaron agrupaciones más complejas y estables. Dentro de estas gotitas de materia diversa se pudieron originar las primeras reacciones químicas metabólicas, a partir de las cuales posteriormente surgieron los primeros microorganismos, que a su vez evolucionaron hasta dar lugar a la vida tal como la conocemos hoy día.

Sin embargo, esta teoría fue desarrollada en una época cuando no se sabía mucho sobre el papel genético de la vida, de hecho, el libro de divulgación científica El origen de la vida no menciona los genes, describe el inicio de la vida como un proceso metabólico antes que reproductivo; parte de esta idea sigue siendo tema sigue de discusión científica. A pesar de ello, es una teoría importante que brindó un gran inicio al estudio científico de la generación de la vida a partir de las cosas no vivas.

Si te interesa saber más sobre el tema del origen de la vida, puedes buscar el trabajo del científico mexicano Antonio Lazcano Araujo, quien ha dedicado la mayor parte de su vida al estudio y la divulgación científica relacionados con esta cuestión.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s