Molekulen heriotza

XVIII. mendearen bukaeran eta XIX. mendean zehar, iraultza izugarria gertatu zen kimikan. Garai horretakoak ditugu, esaterako, Lavoisier kimika modernoaren sortzaileetakoak enuntziatutako masaren kontserbazioaren legea, edo Dalton-en teoria atomikoa. Jakina, esperimentazioan oinarritutako teoria berriek ordura arte onartuak izan zirenak baztertzea ekarri zuten. Adibide ezagunena, agian, XVII. mendearen bukaerako zientzialariek --J. J. Becher eta G. Stahl, tartean-- errekuntza azaltzeko proposatutako flogisto-teoriaren gainbehera da. Hainbat ikerketa-arlotan emandako aurrerapausoak jakinarazteak zientzialarien arteko harreman estuak ekarri zituen. Akademiak, aldizkari zientifikoak eta topaketak nonahi hedatu ziren. Gehienetan, ideia-trukeak eztabaida sutsuen edo gatazka zientifikoen jatorria ziren; zenbaitetan, berriz, adiskidetzeen eta lankidetza zientifikoen iturri izan ziren. Azken kasu horretan koka daiteke Friedrich Wöhler-ek eta Justus von Liebig-ek konposatu kimikoen isomeriaren inguruan izan zuten auzia, elkarlan oparoen abiapuntu izan baitzen.

Edonola ere, ideia zientifiko zaharkituak ezeztatzea zientzialari askoren leitmotiv garrantzitsua izan zen, eta, asmo horrekin egindako lanen ondorioz, zientziak aurrerapauso izugarriak izan zituen. Beraz, ez da ahaztu behar teoria guztiek, baita okerrek ere, beren funtzioa bete dutela zientziaren, eta, noski, kimikaren historian. Lehenago aipatu direnak--flogistoaren edo isomeriaren ingurukoak-- gertaera benetan erakargarriak badira ere, jarraian plazara ekarriko dudana kimikaren historiaren beste istorio eder horietako bat da: F. Wöhlerrek urea sintetizatu zuenekoa eta horrek teoria bitalistan izan zituen ondorioena.

Bitalismoa

Bitalismoa XIX. mendearen hasieran puri-purian zegoen pentsamendua zen. Teoria bitalistaren oinarrizko printzipioa honako hau zen: mundu organikoaren eta ez-organikoaren artean amildegi zeharkaezin bat dago. Xavier Bichat fisiologo bitalista frantziarraren ustez, gorputz bizidunek bizirik irauten zuten euren burua suntsitzeko joera zuten indar ez-organikoei aurre egiteko gaitasuna zutelako. Bizia bera aurrez aurre jarritako indar ez-organiko suntsitzaileen eta bizi-indarraren arteko lehia zen. Bizia mantenduko bazen, beharrezkoa zen bizi-indarrek arrakasta izatea indar kimiko hutsen aurrean. Indar kimikoen helburua zen organismo bizidunak oinarrizko elementu kimiko bihurtzea. Bitalismoaren ikuspuntu horren arabera, kimika organikoa eta ez-organikoa indar guztiz kontrajarriek arautzen zituzten.

Teoria bitalistaren beste adibide garrantzitsu bat John Webster-ek idatzitako A Manual of Chemistry liburuan --Harvard Unibertsitatean Wöhlerren esperimentuaren aurretik erabiltzen zena-- aurkitu dezakegu. Websterren azalpenen arabera, gorputz organikoak lau elementu ez-organikoz osatuta zeuden, baina lau elementu horien elkarketa baino gehiago zen bizia: bazegoen bizi-printzipio bat, indar kimikoetatik at zegoena. Ondorioz, mundu kimikoa bi indarren pean zegoen: afinitate kimikoa eta bizi-indarra. Batetik, afinitate kimikoak balio zuen erreakzio ez-organikoak azaltzeko, eta, gainera, kimikarien esku zegoen indar hori menderatzea eta erabiltzea. Bestetik, bizi-indarrak mundu organikoa arautzen zuen, bizia bera justifikatuz. Indar hori ez zegoen --eta inoiz ez zen egongo-- kimikarien esku. Hortaz, bitalismoak zioenez, laborategian konposatu organikoak sintetizatzea ezinezkoa zen. Bizi-indarra ez zen zientziaren tresna.

Urea molekula; karbonoa beltzez, oxigenoa gorriz, nitrogenoa urdinez eta hidrogenoa txuriz adierazita. Arg. Domeinu publikoan

Urearen sintesia

1828an Wöhler amonio isozianatoa (NH ₄ NCO) sintetizatzeko erreakzio baten bila zebilen, isomeriari buruzko ikerketak zirela eta. Horretarako, zilar isozianatoa (AgNCO) eta amonio kloruroa (NH ₄ Cl) zituen disoluzioa berotu zuen, erreakzio kimiko hau gertatuko zelakoan:

AgNCO + NH ₄ Cl Æ NH ₄ NCO + AgCl

Erreakzioaren produktu gisa lortutako kristalak, ordea, Wöhlerrek espero ez zuen konposatu bati zegozkion. Horretaz ohartuta, substantzia txuri hura hainbat eratara analizatu eta aztertu zuen, eta urea izan behar zuela ondorioztatu zuen. Urea, CO(NH ₂ ) ₂ , 1773tik ezagutzen den konposatu kimikoa da, proteinen metabolismoaren ondorioz gernura iristen dena. Baina, nola lortzen zen urea? Hain zuzen ere, amonio isozianatoa --horren bila ari zen Wöhler--, sortu bezain laster, eraldatu egiten zen isomerizazio-erreakzioaren kausaz, eta urea ematen zuen:

NH ₄ NCO Æ CO(NH ₂ ) ₂

Urearen sintesiak ez zuen aparteko interesik, baina, Wöhlerren esperimentuak lehen aldiz frogatu zuen molekula biologiko bat sintetizatzea posible zela bizi-indarraren beharrik izan gabe. Beste era batera esanda, molekula organiko bat sintetizatu zuen osagai ez-organikoetatik bakarrik abiatuz. Egungo ikuspegitik, urearen sintesia arlo zientifiko berri baten abiapuntutzat har badezakegu ere --alegia, kimika organikoarena--, XIX. mendearen hasierako zientzialari askok ez zuten hain argi ikusten bitalismoaren amaiera.

1845ean Kolbek azido azetikoaren sintesia lortzea gertakari garrantzitsua izan zen. Arg. Domeinu publikoan

Wöhlerren mitoaren berrikuspena

Wöhlerrek berak esperimentuari buruz zuen ikuspegiaren inguruan eztabaida anitz izan dira, eta urearen sintesiari buruzko hainbat interpretazio egin izan zaizkio: teoria bitalistaren aurkari sutsua zela, bitalista izaten jarraitu zuela edo esperimentuaren garrantziaz ez zela konturatu. Era batera edo bestera, autore askoren interpretazio okerrek haizea emanda, Wöhlerren mitoa abian zen. Oraindaino iritsi den mitoa, gainera. Ildo horretatik, 1996an P. S. Cohen-ek eta S. M. Cohen-ek kimikako 35 testuliburu aztertu zituzten, eta ondorio kezkagarriak atera: liburu gehienetan, Wöhlerri buruzko gertakaria zehaztasun historiko okerrekin azaltzen da, askotan urearen sintesiarekin batera bitalismoa baztertu eta kimika organikoa sortu zela esanez. Gainera, esperimentuaren garrantzia era nahasian azaltzen da testuliburu gehienetan, ikerketak dioenez.

Gertakariaren berrikuspen historikoen arabera, kimikarien artean uste zabaldua den arren, onar ezin daitekeen akats historikoa da urearen sintesiak bitalismoaren porrota ekarri zuela pentsatzea edo Wöhlerren helburua teoria bitalista ezeztatzea zela esatea. Komunitate zientifikoari urearen sintesiaren berri emateko idatzi zuen artikuluan, behin bakarrik aipatzen du Wöhlerrek bere esperimentuaren eta bitalismoaren arteko zerikusia. Lortutako isomerizazio-erreakzioari garrantzi handiagoa eman zion, eta, J. J. Berzelius-i --izen handiko kimikaria eta Wöhlerren irakasle ohia-- idatzi zizkion gutunetatik ondorioztatu denez, ez zuen uste mundu organiko eta ez-organikoaren arteko muga zeharkatu zuenik. Aurkikuntzaren ondoren ere, Wöhlerrek molekulen bizi-indarrean sinesten jarraitu zuen. Teoria bitalista hain zegoen errotua, non garaiko zientzialarien artean urearen sintesia ez baitzen nahikoa izan ideia horiek hausteko. Baina, harira jota, zein da, orduan, esperimentuaren garrantzia, esperimentua egin zuenak ere ez bazuen garrantzitsutzat hartu? Bitalistek ziotenez, ezinezkoa zen laborategian konposatu organiko bat sintetizatzea. Wöhlerrek horixe egin zuenean, ordea, zergatik ez zen aldatu pentsamendu zientifikoa?

Pauso bat gertuago

Bitalismoaren porrota bat-batean iritsi ez bazen ere, Wöhlerren zenbait garaikidek bizi-indarrarekiko ikuspegia aldatu zuten. Geroago, bitalismoarekin ados ez zeudenek urearen sintesia abiapuntutzat hartuz, beste hainbat molekula organiko laborategian sintetizatu zituzten: Kolbe-k, azido azetikoa; Berthelot-ek, azetilenoa, bentzenoa edo metanoa --zerrenda benetan luzea zuen azken honek--; Strecker-ek, hainbat aminoazido, eta abar. Horrela, pixkanaka-pixkanaka, teoria bitalisten alde egiten zutenak geroz eta gutxiago ziren, eta beherakada nabarmena gertatu zen Kolbek azido azetikoa sintetizatu ondoren (1845). Esperimentazioak argi erakusten zuen molekula organikoak, urea bezalaxe, hilda zeudela.

1844tik 1870era bitartean, konposatu organiko ezagunen kopurua 720tik 10.700era pasatu zen --ez-organikoena, berriz, 3.250etik 5.300era bakarrik--. Garai benetan oparoa izan zen, horrenbestez, kimika organikoan. Bitalismoaren aurkako argudioak pilatuz eta pilatuz joan ziren heinean, bitalismoa zaharkitua geratu zen XX. mendearen hasierarako. Wöhlerren urearen sintesia bide luze baten lehen pausoa besterik izan ez bazen ere, ezinbesteko pausoa izan zen. Horretan datza urearen sintesiaren garrantzia: bizi-indarraren eta bitalismoaren inguruko eztabaida piztu zuen, eta, ondorioz, kimika organikoaren garai oparoenetako bati hasiera eman zion.

Kimika analitikoaren eta organikoaren arteko erlazioa.

Etorkizuneko erronkak

Lehenago aipatu diren molekulen sintesiek, eta ondoren egin diren beste askok, frogatzen dute kimikariek badutela gaitasuna naturan dauden konposatuak edo existitzen ez diren molekulak egiteko. Naturan dauden substantzia konplexuak aztertuta eta molekulen erreaktibitatea eta propietateak ulertuta, ezaugarri benetan interesgarriak izan ditzaketen molekula berriak lortzen dituzte egunero zientzialariek. Kimika analitikoaren eta organikoaren arteko sinergiak aukera zabalak --mugagabeak, agian-- eskaintzen ditu molekulen sintesiaren alorrean.

Azkenik, gogorarazi behar da, kimika organiko sintetikoaren moduan, biologia sintetikoa ere punta-puntako zientzia dela. Aipatzekoa da, adibidez, 2010ean Craig Venter biologoak genoma sintetikodun zelula lortu zuela Science aldizkarian ezagutzera eman zuenekoa. Kimika organiko sintetikoak bezala, biologia sintetikoak galdera askori erantzungo die datozen urteetan, eta etorkizuneko erronka gehiago proposatuko. Izan ere, molekula organikoek bizi-indarrik ez dutela argi utzi du zientziak, baina, bizia bera lor ote daiteke laborategian? Laster beste Wöhler edo Kolbe bat ezagutuko ote dugu?

Bibliografia

Eskerronak Eusko Jaurlaritzako Hezkuntza, Hizkuntza Politika eta Kultura Sailari doktoretza-aurreko bekarekin emandako laguntzagatik.