¿Cómo se originó la vida en la Tierra? Tenemos múltiples teorías que tratan de explicar uno de los misterios más antiguos de este planeta; sin embargo ahora un equipo de científicos creen haber descubierto cómo empezó realmente la vida en la Tierra.

Es difícil imaginar un mundo sin teléfonos, edificios e incluso personas. Pero hubo un tiempo en que la Tierra era una sopa de magma ardiente.

Tuvieron que pasar unos cientos de millones de años para que el planeta empezara a enfriarse y formara océanos de agua líquida, y otros tantos para que evolucionaran las bacterias fotosintetizadoras.

Pero la cuestión de cómo se crearon las primeras células -y, por tanto, la génesis de la vida tal y como la conocemos- ha dejado a los expertos rascándose la cabeza desde tiempos inmemoriales.

Un misterio de 4.000 millones de años

Ahora, sin embargo, un equipo de científicos de California puede haber encontrado la clave para desentrañar este misterio de 4.000 millones de años de antigüedad.

Representación de la Tierra primitiva. Crédito de imagen: Pinterest

Investigadores del The Scripps Research Institute han dado con una explicación potencialmente innovadora de cómo surgieron las protocélulas, precursoras de las células vivas modernas.

Sus hallazgos, publicados el 29 de febrero, sugieren que un proceso químico clave, denominado fosforilación, se produjo antes de lo esperado.

La fosforilación es la unión de grupos fosfato a una molécula, lo que hace que progresen químicamente y realicen diversas funciones.

Unas protocélulas estructuralmente más complejas habrían sido capaces de albergar reacciones químicas y dividirse con una gama diversa de funcionalidades, señalaron los expertos en un comunicado de prensa sobre su trabajo.

Y al averiguar cómo se formaron las protocélulas, los científicos pueden entender mejor cómo pudo tener lugar la evolución primitiva.

Ramanarayanan Krishnamurthy, químico del Scripps Research y coautor del trabajo, dijo en un comunicado:

“En algún momento, todos nos preguntamos de dónde venimos. Ahora hemos descubierto una forma plausible de que los fosfatos pudieran haberse incorporado a estructuras similares a las células antes de lo que se pensaba, lo que sienta las bases para la vida.

Este hallazgo nos ayuda a comprender mejor los entornos químicos de la Tierra primitiva para poder descubrir los orígenes de la vida y cómo puede evolucionar la vida en la Tierra primitiva”.

Krishnamurthy y sus colegas estudian cómo se produjeron los procesos químicos que dieron lugar a las sustancias químicas simples y a las formaciones que estaban presentes antes de la aparición de la vida en la Tierra prebiótica.

Cómo ocurrió la formación de las protocélulas

En su trabajo, publicado en la revista Cell, trataron de examinar si los fosfatos pudieron intervenir durante la formación de las protocélulas.

Las protocélulas que podrían haber permitido el desarrollo de la vida hace cuatro mil millones de años consistían simplemente en material genético rodeado por una membrana de ácidos grasos (HHMI). Crédito de imagen: Scripps Research

Los fosfatos están presentes en casi todas las reacciones químicas del organismo, por lo que Krishnamurthy sospechaba que podrían haber estado presentes antes de lo que se pensaba.

Durante mucho tiempo se ha pensado que las protocélulas se formaban a partir de ácidos grasos, pero los investigadores no podían averiguar cómo las protocélulas pasaban de una cadena simple a una cadena doble de fosfatos, que es lo que les permite ser más estables y albergar reacciones químicas, como señala el equipo de Scripps Research en su comunicado de prensa.

Para investigarlo, los expertos imitaron condiciones prebióticas plausibles, es decir, los entornos que existían antes de que surgiera la vida.

En primer lugar, identificaron tres mezclas probables de sustancias químicas que podrían crear vesículas, colecciones esféricas de grasas similares a las protocélulas. Las sustancias químicas utilizadas eran ácidos grasos y glicerol, que podrían haber existido en la Tierra primitiva.

A continuación, observaron las reacciones de estas mezclas y añadieron sustancias químicas adicionales para crear nuevas mezclas. Estas soluciones se enfriaron y luego se calentaron y agitaron repetidamente durante la noche para favorecer las reacciones químicas.

Krishnamurthy y sus colegas utilizaron tintes fluorescentes para analizar las mezclas y determinar si se habían formado vesículas.

También variaron el pH y las proporciones de los componentes en algunas muestras para entender mejor cómo influían estos factores en la formación de vesículas. Además, analizaron el efecto de los iones metálicos y la temperatura en la estabilidad de las vesículas.

Sunil Pulletikurti, investigador postdoctoral del laboratorio de Krishnamurthy, dijo en un comunicado:

“Las vesículas fueron capaces de pasar de un entorno de ácidos grasos a otro de fosfolípidos durante nuestros experimentos, lo que sugiere que podría haber existido un entorno químico similar hace 4.000 millones de años”.

Veena Kollery, PhD; Ashok Deniz, PhD; y Sunil Pulletikurti, PhD. Crédito de imagen: Scripps Research

Investigadores llegaron a una conclusión

Él y sus compañeros llegaron a la conclusión de que los ácidos grasos y el glicerol podrían haber sufrido fosforilación para crear estructuras de doble cadena más estables.

Por ejemplo, los ésteres de ácidos grasos derivados del glicerol pueden haber conducido a la creación de vesículas con diferentes tolerancias a los iones metálicos, las temperaturas y el pH, un paso crítico en la diversificación de la evolución.

Ashok Deniz, biofísico que también trabajó en el estudio, dijo en un comunicado:

“Hemos descubierto una vía plausible de cómo pudieron surgir los fosfolípidos durante este proceso químico evolutivo. Es emocionante descubrir cómo pudo producirse la transición química que permitió la vida en la Tierra. Nuestros hallazgos también apuntan a una riqueza de física intrigante que puede haber desempeñado papeles funcionales clave en el camino hacia las células modernas.”

A pesar de sus convincentes hallazgos, aún queda mucho trabajo por hacer.

Ahora, Deniz, Krishnamurthy y su equipo pretenden averiguar por qué algunas de las vesículas se comportaban de forma distinta a otras y así comprender mejor los procesos dinámicos de las protocélulas.

Pero su trabajo ofrece la esperanza de que algún día descubramos exactamente cómo surgió la vida de aquellos fuegos primigenios.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Cell.

Fuente: scripps.edu

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