Una vía continua hacia los bloques de construcción de la vida

Unos investigadores han buscado durante mucho tiempo entender los orígenes de la vida en la Tierra. Un nuevo estudio realizado por científicos del Instituto de Estudios Avanzados, el Instituto de Ciencias de la Vida en la Tierra (ELSI) y la Universidad de Nueva Gales del Sur, entre otras instituciones participantes, marca un importante paso adelante en el esfuerzo por comprender los orígenes químicos de la vida. Los resultados de este estudio demuestran cómo las "redes de reacción continua" son capaces de producir precursores de ARN y posiblemente, en última instancia, el propio ARN, un puente crítico para la vida.

El trabajo se publicó en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Si bien muchos de los mecanismos que propagan la vida son bien conocidos, la transición de una Tierra prebiótica a la era de la biología sigue estando rodeada de misterio. Experimentos anteriores han demostrado que se pueden producir compuestos orgánicos simples a partir de las reacciones de sustancias químicas que se sabe existían en el entorno primitivo de la Tierra. Sin embargo, muchos de estos experimentos precisaban intervenciones coordinadas de los experimentadores. Este estudio va más allá al emplear un modelo que se manipula mínimamente para simular con mayor precisión un entorno natural.

Para llevar a cabo este trabajo, el equipo expuso una mezcla de pequeñas moléculas muy simples -sal común de mesa, amoníaco, fosfato y cianuro de hidrógeno- a una fuente de radiación gamma de alta energía. Estas condiciones simulan los ambientes radiactivos que eran posibles gracias a los minerales radiactivos naturales, que probablemente eran mucho más frecuentes en la Tierra temprana. El equipo también permitió que las reacciones se secaran de forma intermitente, simulando la evaporación en charcos y playas poco profundas. Estos experimentos arrojaron una variedad de compuestos que pueden haber sido importantes para los orígenes de la vida, incluidos los precursores de aminoácidos y otros pequeños compuestos que se sabe que son útiles para producir ARN.

Generación de moléculas diana relevantes para los orígenes de la vida en una compleja red química impulsada por la radiación. (Foto: Ruiqin Yi, ELSI)

Los autores utilizan el término "red de reacción continua" para describir un entorno en el que no se purifican los productos intermedios, no se eliminan los productos secundarios y no se añaden nuevos reactivos después de los materiales de partida iniciales. En otras palabras, la síntesis de las moléculas se produce en un entorno dinámico en el que continuamente se forman y destruyen compuestos muy variados, y estos productos reaccionan entre sí para formar nuevos compuestos.

Jim Cleaves, profesor de ELSI, declaró: "Estos tipos de redes de reacción continua pueden ser bastante comunes en la química, pero solo ahora estamos empezando a construir las herramientas para detectarlos, medirlos y comprenderlos. Hay mucho trabajo emocionante por delante".

La labor futura se centrará en el trazado de vías de reacción para otras sustancias químicas y en comprobar si los nuevos ciclos de radiolisis, seguidos por fases de secado, pueden generar productos químicos de orden superior. El equipo cree que estos modelos pueden ayudar a determinar qué entornos planetarios primitivos son más propicios para la formación de moléculas complejas. Estos estudios podrían a su vez ayudar a otros científicos a identificar los mejores lugares para buscar vida más allá de la Tierra. (Fuente: NCYT Amazings)