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Dos científicos proponen una alternativa al origen de la vida con una atmósfera neutra, en lugar de la reductora que propusieron Miller y Urey.

El experimento Miller-Urey, llevado a cabo por los químicos Stanley Miller y Harold Urey en 1953, es un experimento clásico sobre el origen de la vida. Comprobaron que en la atmósfera primitiva de la Tierra, tal y como la reprodujeron, era posible que se produjeran aminoácidos, los bloques de construcción de la vida, a partir de sustancias inorgánicas.



Ahora, más de 55 años más tarde, dos científicos han propuesto una hipótesis que podría añadir una nueva dimensión al debate sobre cómo se desarrolló la vida en la Tierra.

Armen Mulkidjanian de la Universidad de Osnabrueck, en Alemania, y Michael Galperin del National Institute of Health de EE.UU., presentan su hipótesis y sus pruebas en dos artículos publicados y abiertos para ser revisados en el sitio web Biology Direct.

Los científicos han sugerido que la vida en la Tierra se originó en estructuras porosas fotosintéticamente activas, similares a las fuentes hidrotermales del fondo del océano, hechas de sulfuro de zinc. Dicen que bajo una alta presión en una atmósfera compuesta principalmente por dióxido de carbono se podrían formar estructuras de sulfuro de zinc en la superficie de los continentes, donde tendrían acceso a la luz del sol. Al contrario que muchas teorías existentes, que sugieren que la radiación UV fue un estorbo para el desarrollo de la vida, Mulkidjanian y Galperin piensan que en realidad ayudó.

“El problema del origen de la vida es tal que tienes que contestar a varias preguntas distintas para explicar como se originó la vida”, dice el autor principal, Mulkidjanian. “Nosotros sólo proporcionamos respuestas al problema de la energía del origen de la vida”.

Atmósfera primitiva alterada

Según Mulkidjanian, el debate sobre si la vida podría surgir a partir de reacciones químicas comenzó a cambiar cuando los científicos empezaron a cuestionarse las condiciones atmosféricas que usaron Miller y Urey. En su famoso experimento, Miller y Urey simularon las condiciones de la atmósfera terrestre primitiva con una mezcla de metano, hidrógeno, amoniaco y vapor. Esta mezcla, junto con algunas “chispas” que simulaban los rayos, dio lugar a la formación de aminoácidos. Con este sistema, Miller y Urey asumieron que la Tierra primitiva tenía una atmósfera reductora, lo que significaba que tenía grandes cantidades de hidrógeno y casi nada de oxígeno.

Sin embargo, muchos científicos han abandonado ya la idea de una atmósfera terrestre primitiva reductora. En su lugar, piensan que la Tierra tenía una atmósfera neutra, compuesta principalmente por dióxido de carbono, con pequeñas cantidades de nitrógeno e hidrógeno, similar a las atmósferas actuales de Marte y Venus. Los investigadores que han repetido el experimento de Miller y Urey bajo estas nuevas condiciones atmosféricas, incluyendo Miller, han demostrado que con esta mezcla no se producen aminoácidos.

Después de que fuera aceptado que, en su origen, la atmósfera estaba compuesta por dióxido de carbono”, dijo Mulkidjanian, “no había hipótesis químicas o físicas que explicaran el origen de la vida”.

Los organismos vivos sólo pueden existir si hay alguna forma de flujo de energía, por ejemplo, la radiación solar o las reacciones químicas.

“Si tienes una atmósfera de dióxido de carbono, necesitas, además, una fuente de electrones para reducir el dióxido de carbono si quieres obtener compuestos complejos”, explica Mulkidjanian.

Desde lo A-biótico al Zinc

La hipótesis del “mundo Zn” de Mulkidjanian ofrece una versión diferente de la atmósfera terrestre prebiótica, una en la que el sulfuro de zinc juega un papel fundamental en el desarrollo de la vida. En la naturaleza, las partículas de sulfuro de zinc precipitan sólo en fuentes hidrotermales en lo profundo del océano. Su capacidad única para conservar la energía de la luz lo ha hecho muy popular en muchos aparatos de hoy en día, desde varios tipos de televisiones a objetos que brillan en la oscuridad (y, además, el óxido de zinc se usa como filtro solar).

Su capacidad para guardar la luz hace del sulfuro de zinc un importante tema de discusión sobre el origen de la vida. Mulkidjanian explica que, una vez iluminado con luz UV, el sulfuro de zinc reduce eficientemente el dióxido de carbono, igual que hacen las plantas.

Para probar la hipótesis, Mulkidjanian y Galperin analizaron el contenido metálico de las células modernas y encontraron “niveles sorprendentemente altos de zinc”, concretamente en los complejos de proteínas con moléculas de ADN y ARN.

“Hemos hallado que las proteínas que se consideran más antiguas evolutivamente hablando, y en especial las que se asocian al ARN, contienen grandes cantidades de zinc”, dice Mulkidjanian.

Los científicos dicen que el resultado es una prueba de que las primeras formas de vida se desarrollaron en un entorno rico en zinc. Pero, como los autores señalan en su artículo, la aceptación de una nueva hipótesis sobre el origen de la vida requerirá más trabajo, sobre todo para describir la naturaleza de la vida y las reacciones químicas en estos organismos ricos en zinc.

“No podremos explicar por completo las propiedades de los organismos modernos a menos que entendamos cómo se originó la vida”, dice Mulkidjanian.

Para los astrobiólogos, esta nueva hipótesis supone un considerable giro en el debate del origen de la vida.
“Si se acepta esta hipótesis en las comunidades de investigadores sobre el origen de la vida, supondrá un verdadero cambio de concepto de importantes dimensiones”, dice el astrobiólogo de la NASA Max Bernstein. “No podría decir si será aceptado o no, pero creo que muchos querrán ver las pruebas experimentales de la viabilidad de las reacciones en este escenario hipotético bajo condiciones prebióticas”.


Traducido para Astroseti por Claudia Rodríguez Ruiz


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