Todavía no sabemos cómo comenzó la vida en la Tierra en algún momento hace más de 3.500 millones de añospero un nuevo estudio respalda la idea de que los componentes vitales de nuestros primeros ancestros surgieron de reacciones que involucraban antiguos respiraderos hidrotermales.
Una de las características más obvias de una célula es la membrana grasa que demarca una frontera, concentrando la bioquímica interna y separándola del caos externo.
Al mezclar hidrógeno, bicarbonato y magnetita rica en hierro en agua de mar antigua simulada, un equipo de investigadores de la Universidad de Newcastle en el Reino Unido descubrió que podían formar una serie de moléculas orgánicas, incluido un grupo de ácidos grasos de cadena larga.
Estos ácidos grasos de cadena larga son “fuertes candidatos” para haber formado las primeras membranas celulares del planeta, escriben los investigadores, pero sus propios orígenes siguen siendo un misterio.
“Para el inicio de la vida son fundamentales los compartimentos celulares, cruciales para aislar la química interna del entorno externo”. dice El autor principal, Graham Purvis, investigador asociado postdoctoral en la Universidad de Durham.
“Estos compartimentos fueron fundamentales para fomentar reacciones que sustentan la vida al concentrar sustancias químicas y facilitar la producción de energía”, dijo. agrega“sirviendo potencialmente como la piedra angular de los primeros momentos de la vida”.
Los respiraderos hidrotermales son ampliamente considerados como un escenario probable para esos primeros momentos, dada su combinación crucial de calor e ingredientes químicos necesarios para la abiogénesis.
Los investigadores recrearon rasgos químicos clave de los mares primitivos de la Tierra en un laboratorio, junto con agua alcalina caliente destinada a imitar el flujo de salida de ciertos tipos de respiraderos hidrotermales.
Mezclaron estos fluidos ricos en hidrógeno con CO2-agua de mar rica en presencia de magnetita, un mineral rico en hierro que habría estado disponible en la Tierra en ese momento.
Los ácidos grasos resultantes, que miden hasta 18 átomos de carbono de longitud, tienen regiones separadas con propiedades hidrofílicas (que atraen el agua) o hidrofóbicas (que repelen el agua), lo que les da la consiguiente capacidad de formar naturalmente “bolsas” orgánicas en ambientes acuáticos.
Una vez que las condiciones alrededor de los antiguos respiraderos hidrotermales produjeron los ácidos grasos necesarios para formar las membranas celulares, esas membranas podrían haber quedado atrapadas en la saga bioquímica más amplia que finalmente llenó de vida a la Tierra, explican los autores.
Aunque todavía tenemos pocos detalles sobre cómo se desarrolló ese antiguo drama, investigaciones como esta pueden ser de gran ayuda para ayudar a unir las piezas del rompecabezas.
La aparición de las membranas celulares fue un acontecimiento monumental en la historia de la Tierra y, a pesar de muchas preguntas persistentes, esto ofrece una recreación convincente de cómo pudo haber sucedido.
“Creemos que esta investigación puede proporcionar el primer paso sobre cómo se originó la vida en nuestro planeta”. dice Jon Telling, bioquímico de la Universidad de Newcastle.
“La investigación en nuestro laboratorio continúa ahora para determinar el segundo paso clave”, añade, y arroja más luz sobre “las primeras ‘protocélulas’ potenciales que formaron la primera vida celular”.
Aparte de las implicaciones para comprender la vida en nuestro propio planeta, los investigadores señalan que todavía podrían estar teniendo lugar reacciones similares de formación de membranas en algunos océanos extraterrestres, como los de lunas heladas como europa y Encelado.
El estudio fue publicado en Comunicaciones Tierra y Medio Ambiente.