Pablo Javier PiacenteCientíficos del Instituto Max Planck y de la Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) han demostrado por primera vez, en un entorno creado en laboratorio, que el desarrollo y la separación de microgotas sin membrana es posible en un ambiente similar al existente en los poros de las rocas de la Tierra primitiva. En consecuencia, la vida se habría originado de esa forma en nuestro planeta hace 3.500 millones de años.
Una gran pregunta persiste por siglos para distintas ramas de la ciencia: ¿cómo y dónde se originó la vida en los momentos iniciales de nuestro planeta, a partir de reacciones entre sustancias químicas inertes? Para que hayan podido conformarse las primeras protocélulas, o sea las estructuras precursoras de las células que hoy conocemos, las denominadas microgotas coacervadas habrían cumplido un papel fundamental.
Las pequeñas gotas que iniciaron la vida
Estas diminutas gotas sin membrana habrían evolucionado hasta adquirir la capacidad de dividirse, agrupar moléculas y, de esta manera, cobijar las reacciones bioquímicas imprescindibles para el desarrollo de la vida en la Tierra primitiva. Aunque en investigaciones previas se había demostrado que el ARN simple se encuentra activo dentro de estas microgotas, facilitando un entorno químico adecuado para el comienzo de la vida, aún no había logrado confirmarse que las protocélulas podían evolucionar en un entorno similar al registrado en nuestro planeta durante su etapa primitiva.
Ahora, los científicos alemanes han logrado crear en laboratorio un entorno similar al que se registraba en las burbujas de gas en el interior de un poro de roca caliente, en los primeros momentos de la Tierra. De acuerdo a una nota de prensa, habrían logrado verificar entonces que las microgotas evolucionaron en ese ambiente para comenzar la vida en nuestro planeta.
Según el nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Nature Chemistry, las pequeñas gotas habrían funcionado como células primordiales o protocélulas en ese momento inicial, con la capacidad de dividir y concentrar moléculas en su núcleo y sustentando las interacciones necesarias entre los componentes químicos. Además, habrían facilitado la evolución continua y permanente que hizo posible, con el paso del tiempo, la multiplicación y diversificación de las formas de vida que caracterizan a la Tierra.
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Complejidad en aumento
El entorno creado por los investigadores disponía de poros que contenían agua con una burbuja de gas, junto a un polo frío y uno caliente, para comprobar si las protocélulas se dividían y evolucionaban. La interfaz de gas y agua no solo atrajo moléculas, sino que además las protocélulas se localizaron y acumularon en ese lugar, para luego ensamblarse en otras estructuras más grandes. Ese habría sido el esquema que fue facilitando el surgimiento de formas cada vez más complejas, hasta llegar a las células que hoy constituyen a los organismos vivos.
Los científicos también descubrieron que como consecuencia del gradiente térmico, o sea la existencia de un polo caliente y otro frío, se habían formado varios tipos de protocélulas, cada una de las cuales disponía de diferente composición química, dimensiones y propiedades físicas. Por lo tanto, concluyeron que el gradiente térmico en el entorno de la Tierra primitiva podría haber impulsado una presión de selección evolutiva sobre las protocélulas, generando su complejidad y especialización.
En estudios futuros, los especialistas podrían centrarse en probar más hábitats posibles y en explorar más características para que surja la vida en condiciones similares a las registradas en la Tierra primitiva. En cualquier caso, el descubrimiento concretado podría marcar un antes y un después en cuanto a la revelación de los secretos inherentes al surgimiento de la vida en nuestro planeta.
Referencia
Non-equilibrium conditions inside rock pores drive fission, maintenance and selection of coacervate protocells. Alan Ianeselli, Damla Tetiker, Julian Stein, Alexandra Kühnlein, Christof Mast, Dieter Braun and T-Y Dora Tang. Nature Chemistry (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41557-021-00830-y
Foto: imagen de microscopía de fluorescencia de protocélulas en contacto con una burbuja de gas. Los ensamblajes coacervados son un modelo válido para imitar las primeras protocélulas que surgieron en la Tierra Primitiva y para estudiar cómo pudieron haber evolucionado los primeros pasos de la vida. Créditos: LMU / Alan Ianeselli.
No obstante, todavía hay otro problema persistente ante la teoría evolucionista. Recuerde que hay más de 100 aminoácidos, pero solo se necesitan 20 para las proteínas de la vida. Además, vienen en dos formas: Algunas de las moléculas son de configuración D (“derechas”) y otras son de configuración L (“izquierdas”). Si se formaran al azar, como en una sopa orgánica teórica, lo más probable sería que la mitad de ellas serían D y la otra mitad L. Y no hay razón conocida por la cual una o la otra de estas formas debería ser preferida en los organismos vivos. Sin embargo, de los 20 aminoácidos que se usan en la producción de las proteínas de la vida, ¡todos son “izquierdos”!
16 ¿Cómo habría de suceder que, al azar, solo las clases específicamente requeridas hubieran de ser unidas en la sopa? El físico J. D. Bernal reconoce lo siguiente: “Hay que confesar que la explicación […] todavía sigue siendo una de las partes más difíciles de aclarar en cuanto a los aspectos estructurales de la vida”. Concluyó: “Quizás nunca podamos explicar esto”