Este hallazgo sugiere que la vida surgió en la Tierra mucho antes de lo que se pensaba, en la era geológica conocida como Hádico, que comenzó con la formación del planeta, hace 4.600 millones de años, y terminó hace 4.000 millones de años
Científicos revelan en un experimento inédito cómo pudo surgir la vida en la Tierra
La prestigiosa revista 'PNAS' revela que los "ladrillos moleculares de la vida" y las protocélulas que las contenían ya estaban presentes en el planeta más primitivo
García Ruiz, a la izquierda, y Christian Jenewein, investigadores del DIPC. (Cedida)
Por José Pichel
Uno de los mayores misterios que la ciencia está llamada a desentrañar es cómo surgió la vida en la Tierra o qué elementos hacen falta para que aparezca en otros planetas. Un grupo de científicos españoles acaba de publicar en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) los resultados de un experimento inédito que parece ofrecer todas las claves. Los investigadores del Donostia International Physics Center (DIPC), el CSIC y las universidades de Valladolid y Cádiz han demostrado que dos eventos cruciales pueden ocurrir de forma simultánea: la generación de moléculas orgánicas prebióticas, como los aminoácidos y las nucleobases, y la formación de las estructuras similares a las células que las contendrían, es decir, una especie de primitivas células huecas.
Este hallazgo sugiere que la vida surgió en la Tierra mucho antes de lo que se pensaba, en la era geológica conocida como Hádico, que comenzó con la formación del planeta, hace 4.600 millones de años, y terminó hace 4.000 millones de años. En ese ambiente, lleno de volcanes, ríos de lava y meteoritos habrían aparecido tanto los ladrillos moleculares de la vida (aminoácidos y nucleótidos), como las protocélulas huecas, dos eventos que hasta ahora se consideraban pasos separados. Sin embargo, este estudio revela que “todo lo necesario para el surgimiento de la vida estaba disponible cientos de millones de años antes de lo que se pensaba”, comenta en declaraciones a El Confidencial Juan Manuel García Ruiz, investigador del DIPC, con sede en San Sebastián.
“En el origen de la vida hay dos cosas fundamentales", comenta este experto sevillano, que a sus 71 años sigue activo como profesor Ikerbasque y profesor de investigación del CSIC. "La primera son los aminoácidos, para que se formen las proteínas; y las nucleobases, para que se formen los ácidos nucleicos. Esos son los ladrillos moleculares químicos”, explica. Sin embargo, también “necesitas encerrar eso en algún sitio”, así que la segunda condición imprescindible es la aparición de protocélulas de policianuro de hidrógeno.
El experimento más famoso de la historia sobre el origen de la vida tuvo lugar en la Universidad de Chicago (EEUU) en 1953, cuando Stanley Miller y Harold Urley simularon las condiciones de la Tierra primitiva en un recipiente de vidrio cerrado, lo que popularmente se llamó “caldo primigenio”. Con esa investigación, estos autores parecían demostrar que los ingredientes para la aparición de los aminoácidos (esos famosos “ladrillos de la vida”) eran amoniaco, metano, hidrógeno y vapor de agua, junto con descargas eléctricas que imitaban los rayos de las tormentas que debían azotar la atmósfera del convulso planeta de aquellos tiempos.
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García Ruiz, a la izquierda, y Christian Jenewein, investigadores del DIPC. (Cedida)Sin embargo, en 2021 García Ruiz publicó en Scientific Reports, revista del grupo Nature, un artículo que sorprendió a la comunidad científica internacional: al repetir el experimento en teflón no surgía ninguno de esos elementos que preceden a la vida, así que la clave tenía que estar en el vidrio del recipiente de Miller y Urley: la conclusión es que la sílice, el mineral del que está hecho, formado por silicio y oxígeno, era imprescindible. Este fabuloso hallazgo permitió que este geólogo consiguiera una beca Synergy Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC, European Research Council) dotada con 10 millones de euros para desarrollar nuevos experimentos dentro de un proyecto denominado Protos.
Así, los investigadores españoles han podido demostrar ahora que, efectivamente, la sílice es lo que induce la formación de esas protocélulas en el experimento de Miller y Urley. En sus ensayos, han tratado de imitar las condiciones geoquímicas de la Tierra primitiva en reactores que contenían superficies ricas en sílice, varias mezclas de agua y gases, y un mecanismo de descarga de energía eléctrica para simular los impactos de los rayos. “Metemos amoniaco, nitrógeno y metano, que se supone que son los gases que existían en la atmósfera primitiva. Además, hay autores que sugieren que también había CO2 y monóxido de carbono, así que nosotros hacemos experimentos con todo, y también sale”, detalla el investigador.
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Protocélulas biomiméticas microscópicas. (Christian Jenewein y Alicia Rivera)
El resultado es que “una especie de nata” cubre la pared del reactor y flota sobre el agua que queda abajo. La chispa eléctrica genera toda una serie de productos orgánicos, prebióticos, como los aminoácidos. Sin embargo, lo más importante de esta investigación es que, a la vez que sucede todo esto, también se crean “las estructuras huecas que hemos llamado protocélulas biomórficas” (ese adjetivo indica que ya tienen formas que identificamos con la vida), ya que se forman mediante el burbujeo y las precipitaciones provocadas por la mezcla de aire y agua. A partir de ahí, se dan todos los ingredientes para que, con el tiempo, aumente la complejidad de las interacciones y surja la vida como la conocemos. Probablemente, eso ocurrió hace 4.400 millones de años sobre la superficie de la Tierra.
Buscar vida en el espacio exterior
La cuestión es si también ha ocurrido en otros mundos. Los expertos consideran que esos “protomundos” orgánicos —que, sin duda, ya estaban presentes desde el principio en nuestro planeta— podrían estar ampliamente distribuidos por todo el universo. Esto hace que su trabajo tenga implicaciones muy importantes en la búsqueda de vida en el espacio exterior. “La pregunta fundamental es si estamos solos o no”, comenta García Ruiz, “y lo cierto es que, en cualquier planeta similar a la Tierra primitiva, en los miles de millones de planetas y lunas que hay, se podría haber dado esta situación”.
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Investigación en el laboratorio del DIPC. (Cedida)Sin embargo, aunque estén todos los ingredientes, faltaría la complejidad suficiente para pasar de los aminoácidos a las proteínas y de las nucleobases a los ácidos nucleicos. Se trata de una evolución química que, en cada planeta, podría desarrollarse de forma diferente y dar lugar a la vida o, por el contrario, a interacciones menos sofisticadas. Por ejemplo, Titán, el mayor de los satélites de Saturno, “está lleno de compuestos orgánicos, pero parece que no ha llegado a desarrollarse nada lo suficientemente complejo como para autorreplicarse”, explica el investigador.
Por eso, esta investigación tiene una doble lectura de cara a la búsqueda de vida en el espacio exterior. Por una parte, demuestra que es muy probable que haya podido surgir en otros mundos, siempre que haya las condiciones y el tiempo suficientes. Por otra, si algún rover trae de Marte o de otros planetas rocas con forma de aminoácidos o nucleobases, “eso no significa que haya habido vida”, puntualiza el investigador del DIPC, “sino que podría tratarse de un protomundo como el que nosotros hemos creado en nuestros reactores”.
30/12/2024 - 21:00
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