Algunos aminoácidos pueden concentrarse a medida que viajan a través de grietas en rocas calientes.
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Las reacciones químicas clave para el origen de la vida en la Tierra podrían haber ocurrido cuando las moléculas se movían a lo largo de gradientes térmicos dentro de redes de delgadas fracturas de rocas en las profundidades del subsuelo.
Estas redes, que habrían sido común en la Tierra primitivapodría haber proporcionado una especie de laboratorio natural en el que muchos de los componentes básicos de la vida se concentraran y separaran de otras moléculas orgánicas.
“Es muy difícil conseguir un entorno más general en el que se puedan realizar estas purificaciones y pasos intermedios”, dice Christof Mast en la Universidad Ludwig Maximilian de Munich en Alemania.
Él y sus colegas crearon una cámara de flujo de calor del tamaño de un naipe para modelar cómo podría comportarse una mezcla de moléculas orgánicas en tales fracturas de rocas.
Calentaron un lado de la cámara de 170 micrómetros de espesor a 25°C (77°F) y el otro a 40°C (104°F), creando un gradiente de temperatura a lo largo del cual las moléculas se moverían en un proceso llamado termoforesis. La sensibilidad de una molécula a este proceso depende de su tamaño y carga eléctrica y de cómo interactúa con el fluido en el que está disuelta.
En un experimento de 18 horas en la cámara de flujo de calor, encontraron que una variedad de moléculas estaban concentradas en diferentes partes de la cámara según su sensibilidad a la termoforesis. Entre estas moléculas había muchas aminoácidos y las nucleobases A, T, G y C, que son un componente clave del ADN. Este efecto se magnificó aún más cuando crearon una red de tres cámaras interconectadas, nuevamente con un lado de la red de cámaras a 25°C y el otro lado a 40°C. Las cámaras adicionales enriquecieron aún más los compuestos concentrados por la primera.
En una simulación matemática con 20 cámaras interconectadas, que podrían parecerse más a la complejidad de un sistema natural de fracturas, descubrieron que el enriquecimiento de diferentes moléculas podría amplificarse una vez más. En una cámara, el aminoácido glicina alcanzó concentraciones alrededor de 3.000 veces superiores a las de otro aminoácido, la isoleucina, a pesar de que entraron en la red en la misma concentración.
Los investigadores también demostraron que este proceso de enriquecimiento podría permitir que se produjera una reacción que de otro modo sería extremadamente desafiante. Demostraron que las moléculas de glicina podían unirse entre sí a medida que aumentaba la concentración de una molécula que cataliza la reacción llamada trimetafosfato (TMP). El TMP es una molécula digna de enriquecer, ya que habría sido poco común en la Tierra primitiva, dice Mast. “Desde [the chambers] están todos conectados aleatoriamente, podrías implementar todo tipo de condiciones de reacción”.
“Es extremadamente interesante tener regiones en una grieta con diferentes proporciones de compuestos”, dice Evan Spruijt de la Universidad de Radboud en los Países Bajos, que no participó en la investigación. “Se puede crear más diversidad a partir de componentes básicos muy simples con este enriquecimiento adicional”.
Sin embargo, afirma que el enriquecimiento en fracturas de roca aún está lejos de ser un éxito. escenario viable para un origen de la vida. “Al final, todavía necesitan unirse para formar algo que se parezca a una célula o una protocélula”.
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