El primer fotopigmento que existió en la Tierra

Un estudio reciente, basado en modelización computacional avanzada, ha explorado cómo pudo ser el primer pigmento captador de la radiación solar, más sencillo que los existentes en la actualidad, y que sería el ancestro común de los fotopigmentos actuales implicados en la fotosíntesis.

La investigación la ha liderado el Centro de Astrobiología (CAB), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), todas estas instituciones en España.

Profundizando en la retrospectiva evolutiva de este tipo de compuestos, los autores del estudio han llegado a la conclusión de que los primeros fotopigmentos de los que hay constancia son demasiado complejos y evolucionados y que en la Tierra primitiva debió existir un fotopigmento “cero”, al que han bautizado como Phot0, anterior a estos y del que no ha quedado registro fósil.

Su síntesis tuvo que darse en condiciones hostiles con actividad volcánica, altas temperaturas y la presencia de zinc, un metal pesado que actuó como catalizador. La interacción del vapor de agua con los contenidos volcánicos en la Tierra primitiva habría permitido la formación de este pigmento primitivo común.

Tal y como afirma Felipe Gómez, investigador del CAB y responsable del grupo que ha llevado a cabo este trabajo, “Desde la comunidad científica se ha venido suponiendo que la fotosíntesis apareció en la Tierra primitiva poco después del origen de la vida. Ahora, conociendo que este fotopigmento pudo aparecer en un entorno como el que describimos en este estudio, nos planteamos si el surgimiento de la fotosíntesis pudo ser coetáneo al propio origen de la vida”. Así, la cuestión de si el origen de la vida pudo ser fotosintético podría ser susceptible de posteriores estudios.

El estudio ha sido artículo de portada en la revista académica PCCP, donde se ha publicado. Aquí vemos la imagen de dicha portada, que ilustra lo investigado en el estudio y los hallazgos que se han hecho. (Imagen: PCCP)

La fotosíntesis es un proceso químico fundamental para la existencia de la vida tal y como la conocemos, ya que transforma la materia inorgánica en orgánica utilizando la luz solar. Hasta ahora se pensaba que las biomoléculas complejas que permitieron llevar a cabo la fotosíntesis en la Tierra primitiva se sintetizaron a través de vías metabólicas complejas y evolucionadas.

En palabras de Juan García de la Concepción, investigador del CAB y coautor de este estudio, “Nuestro trabajo pone en duda esta hipótesis y plantea un proceso más simple y de origen geoquímico, lo cual enlaza con la posibilidad de que la fotosíntesis pueda darse en los entornos hostiles de ciertos exoplanetas”.

Para despejar esta duda, el equipo ha analizado datos de radiación estelar en exoplanetas rocosos similares a la Tierra, viendo que la hipótesis de Phot0 encaja con las condiciones geoquímicas típicas de estos entornos.

Los resultados teóricos obtenidos por el equipo muestran que pueden existir condiciones geoquímicas que permitan la formación abiótica (es decir, que no implica la presencia de vida) de un pigmento primigenio que podría llegar a ser lo suficientemente abundante en las primeras etapas de los exoplanetas rocosos habitables.

Por tanto, en lugar de darse transformaciones bioquímicas en un planeta muy joven, el pigmento aparecería antes que la vida gracias a rutas puramente químicas, y quizás, suponer un primer paso para el propio origen de la vida. (Fuente: CAB / CSIC / INTA)