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Controversies on the origin of life

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Different viewpoints, many with deep philosophical and historical roots, have shaped the scientific study of the origin of life. Some of these argue that primeval life was based on simple anaerobic microorganisms able to use a wide inventory of abiotic organic materials (i.e. a heterotrophic origin), whereas others invoke a more sophisticated organization, one that thrived on simple inorganic molecules (i.e. an autotrophic origin). While many scientists assume that life started as a self-replicative molecule, the first gene, a primitive self-catalytic metabolic network has also been proposed as a starting point. Even the emergence of the cell itself is a contentious issue: did boundaries and compartments appear early or late during life's origin? Starting with a recent definition of life, based on concepts of autonomy and open-ended evolution, it is proposed here that, firstly, organic molecules self-organized in a primordial metabolism located inside protocells. The flow of matter and energy across those early molecular systems allowed the generation of more ordered states, forming the cradle of the first genetic records. Thus, the origin of life was a process initiated within ecologically interconnected autonomous compartments that evolved into cells with hereditary and true Darwinian evolutionary capabilities. In other words, the individual existence of life preceded its historical-collective dimension. El estudio científico del origen de la vida se ha moldeado desde diferentes perspectivas con profundas raíces filosóficas e históricas. Ciertas hipótesis suponen una vida primordial basada en microorganismos anaeróbicos simples que usaban materiales orgánicos abióticos (origen heterotrófico), mientras que otras postulan que se inició con organizaciones más complejas que se nutrían de moléculas inorgánicas simples (origen autotrófico). Muchos autores postulan que la vida empezó con una molécula autorreplicativa, el primer gen. Sin embargo, otros toman como punto de partida unas redes metabólicas autocatalíticas primitivas. Por último, la aparición de la célula misma es controvertida: ¿membranas y compartimentos tuvieron una incorporación temprana o tardía? Partiendo de una definición reciente de vida, basada en los conceptos de autonomía y evolución abierta, proponemos que, en un principio, las moléculas orgánicas se autoorganizaron en un metabolismo primordial localizado dentro de protocélulas. El flujo de materia y energía a través de dichos sistemas moleculares permitió la generación de estados más ordenados, o sea, la cuna de los primeros registros genéticos. De este modo la vida se inició con compartimentos autónomos interconectados ecológicamente que se transformaron en células dotadas de verdaderas capacidades hereditarias y evolutivas en sentido darwiniano. En otras palabras, la existencia individual de la vida precedió a su dimensión histórico-colectiva. O estudo científico da origem da vida foi moldado a partir de diferentes perspectivas sob profundas raízes filosóficas e históricas. Certas hipóteses pressupõem uma vida primordial baseada nos microrganismos anaeróbicos simples que usavam material orgânico abiótico (origem dos heterotróficos), enquanto que outras postulam que aquela se iniciou com organizações mais complexas que se nutriam de moléculas inorgânicas simples (origem dos autotróficos). Muitos autores argumentam que a vida começou com uma molécula auto-replicativa, o primeiro gene. Outros tomam como ponto de partida umas redes metabólicas auto-catalíticas primitivas. Por último, até mesmo a aparição da célula é controvertida: membranas e compartimentos tiveram uma incorporação prematura ou tardia? Partindo de uma definição recente de vida, baseada nos conceitos da evolução aberta, propomos que, no princípio, as moléculas orgânicas se auto- organizaram em um metabolismo primordial localizado dentro de protocélulas. O fluxo de matéria e energia através de tais sistemas moleculares permitiu a geração de estados mais ordenados, ou seja, o berço dos primeiros registros genéticos. Deste modo, a vida se iniciou com compartimentos autônomos interconectados ecologicamente que se transformaram em células dotadas de capacidades hereditárias e evolutivas no sentido darwiniano. Em outras palavras, a existência individual da vida precedeu a sua dimensão histórico-coletiva.