Biología / Ciencias de la Tierra

Períodos secos frecuentes podrían haber sido claves para el surgimiento de la vida

El hallazgo se suma a otras investigaciones previas que indican que la vida habría surgido al borde de los ambientes húmedos y no en su interior

Los períodos de sequedad podrían haber propiciado en parte el surgimiento de la vida en la Tierra primitiva.

Los períodos de sequedad podrían haber propiciado en parte el surgimiento de la vida en la Tierra primitiva. / Crédito: José Antonio Alba en Pixabay.

Pablo Javier Piacente

Un ciclo de transiciones entre condiciones húmedas y secas podría haber convertido moléculas simples en proteínas más complejas en la Tierra primitiva, algunas de las cuales podrían haber promovido otras reacciones químicas involucradas en el origen de la vida, según un nuevo estudio. Eventualmente, el mecanismo descubierto serviría para crear sistemas químicos que puedan almacenar información, adaptarse y evolucionar.

Una investigación realizada por los científicos Hayley Boigenzahn y John Yin, de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, habría identificado una clave crucial para el surgimiento de la vida en la Tierra primitiva. Según el estudio, publicado recientemente en la revista Origins of Life and Evolution of Biospheres, un proceso químico que tiene lugar durante las variaciones entre períodos húmedos y secos podría haber generado las reacciones necesarias para el surgimiento de la vida en nuestro planeta.

El papel del agua

Desde siempre la ciencia ha intentado explicar cómo y por qué la vida apareció en la Tierra, a partir de un grupo de reacciones no biológicas. Hasta el momento el objetivo no se ha cumplido, pero la nueva investigación parece haber descubierto algunas pistas interesantes al respecto, que van en línea con la contradictoria función del agua para el nacimiento de la vida: su presencia es indispensable, pero al mismo tiempo ciertos procesos y componentes necesarios para la aparición de la vida no soportan el contacto con el agua. 

¿Cómo se explica esto? Por ejemplo, estudios previos han indicado que las reacciones que promueven la vida tienen más posibilidades de proliferar en el límite entre el aire y el agua que en el interior de las masas acuáticas. Ahora, el nuevo estudio sugiere que esas condiciones más propicias para la vida también podrían concretarse en las transiciones entre ambientes húmedos y secos: de esta manera, parece que la vida requiere del agua para nacer pero, al mismo tiempo, debe tenerla en su justa medida. 

Según una nota de prensa, los científicos a cargo de la nueva investigación indicaron que se sabe que los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y las proteínas son esenciales para la vida. Sin embargo, en la química prebiótica no se ha entendido aún cómo podríamos lograr que los aminoácidos formen enlaces y se asocien de una manera que eventualmente podría conducir a una célula viva.

La teoría predominante desde Charles Darwin hasta aquí es que la vida surgió a partir de una "sopa primordial" decididamente húmeda. Sin embargo, es complejo determinar el papel preciso que el agua podría desempeñar en los orígenes de esas primeras reacciones sostenidas y autorreplicantes, ya que la química particular involucrada tiende a fallar en la presencia de agua. 

Un mecanismo mixto y en cadena

Para intentar resolver este rompecabezas, Boigenzahn y Yin crearon una selección de aminoácidos que han demostrado ser simples de producir de forma natural. Como los componentes básicos de las proteínas, unidades que pueden realizar el trabajo mecánico de los procesos vivos, las estructuras resultantes son una buena posibilidad para explicar las primeras formas de desarrollo biológico.

Luego de probar distintas reacciones en esos compuestos, verificaron que a medida que el pH de la solución se volvía más neutro, algunos componentes comenzaron a unirse lentamente entre sí en cadenas ligeramente más largas. Al mismo tiempo, a medida que la solución se secaba, la velocidad de esas reacciones aumentaba, posiblemente debido a que las concentraciones de las moléculas se habían incrementado. 

En consecuencia, el experimento marcaría una primera comprobación del papel que habrían tenido los períodos de sequedad para multiplicar y acelerar los procesos que transformaron a las reacciones abióticas en moléculas vivas cada vez más complejas, en el difícil entorno de la Tierra primitiva. De esta manera, la concreción de una serie de reacciones donde la primera reacción cambia el ambiente para favorecer a la segunda, y así sucesivamente, sería el eje del proceso que hizo posible el surgimiento de la vida

Además, los científicos también sostienen que si se pudiera profundizar en la comprensión de este mecanismo, se lograría al mismo tiempo descubrir cómo sintetizarlo químicamente, para que pueda almacenar información y evolucionar a lo largo del tiempo.

Referencia

Glycine to Oligoglycine via Sequential Trimetaphosphate Activation Steps in Drying Environments. Hayley Boigenzahn and John Yin. Origins of Life and Evolution of Biospheres (2022). DOI:https://doi.org/10.1007/s11084-022-09634-7