Nuevas investigaciones muestran cómo la química compleja puede ser relevante para los orígenes de la vida en la Tierra
Los químicos han buscado durante mucho tiempo comprender los orígenes de la vida, con un modelo popular que sugiere que la vida comenzó cuando simples moléculas de ARN capaces de copiarse a sí mismas se formaron espontáneamente en el entorno primitivo. Cómo ocurrió esto exactamente está lleno de dificultades. Las nuevas investigaciones realizadas por un equipo de químicos dirigido por Ruiqin Yi, del Instituto de Ciencias de la Tierra y la Vida (ELSI) del Instituto de Tecnología de Tokio, y Albert Fahrenbach, profesor de la Universidad de Nueva Gales del Sur, sugieren que las mezclas de compuestos orgánicos simples en el agua expuesta a una radiación de alta energía reaccionan para formar una variedad de compuestos orgánicos más complejos que podrían ayudar a fabricar ARN. Los investigadores del Instituto de Estudios Avanzados de Princeton, el Instituto Tecnológico de Tokio y la Universidad de Arizona también colaboraron en la labor.
Generación de moléculas diana relevantes para los orígenes de la vida en una compleja red química impulsada por la radiación.
Ruiqin Yi, ELSI.
Para llevar a cabo este trabajo, el equipo tomó una mezcla de pequeñas moléculas muy simples, sal común de mesa, amoníaco, fosfato y cianuro de hidrógeno, y las expuso a una fuente de radiación gamma de alta energía en el Tecnológico de Tokio. Estas condiciones simulan los ambientes irradiados por minerales radiactivos naturales, que probablemente eran mucho más frecuentes en la Tierra temprana. También permitieron que sus reacciones se secaran de forma intermitente, simulando la evaporación en charcos y playas poco profundas. Sorprendentemente, sus reacciones produjeron una variedad de compuestos que podrían haber sido importantes para los orígenes de la vida, incluidos los precursores de aminoácidos y otros pequeños compuestos conocidos por su utilidad para la fabricación de ARN.
Demostraron que este conjunto de condiciones crea lo que ellos llaman una "red de reacción continua", en la que una amplia variedad de compuestos se forman y destruyen constantemente, y éstos reaccionan entre sí para formar nuevos compuestos. Estas redes de reacción continua forman un complejo conjunto de reacciones, y debido a la forma en que se producen, pueden hacer un conjunto completo de compuestos importantes a la vez. El equipo piensa que esto hace que su estudio sea especialmente perspicaz, ya que la química prebiótica en la Tierra primitiva no podría haber sido tan selectiva y orientada a objetivos como los modernos químicos orgánicos que trabajan en el laboratorio, que pueden añadir productos químicos en el momento preciso y purificar los compuestos exactos que quieren hacer.
El equipo piensa que los modelos de este tipo pueden ayudar a explicar qué tipo de ambientes son más susceptibles de hacer ARN en entornos planetarios primitivos. De hecho, dado que las superficies de los planetas rocosos son tan variables (pensemos en los frescos arroyos de montaña, las burbujeantes aguas termales y las soleadas playas), hay muchos lugares en los que tal química podría ocurrir, sólo que bajo condiciones ligeramente diferentes. Estos estudios, a su vez, podrían ayudar a otros científicos a identificar las mejores áreas para buscar vida más allá de la Tierra.
Como dice el autor principal Ruiqin Yi, 'Aunque todavía no hemos hecho ARN, este trabajo plantea nuevas preguntas. ¿Podemos ajustar estas reacciones para hacer todos los bloques de construcción necesarios para el ARN a partir de tales mezclas de forma continua? ¿Podemos generar otros compuestos útiles como aminoácidos más complejos en esta química "desordenada" a partir de complejas redes de reacciones químicas?'.
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