Una investigación sugiere una alternativa al “caldo primordial” como origen de la vida
Hasta ahora, y durante unos 80 años, la hipótesis más aceptada sobre la aparición de la vida en nuestro planeta había sido la llamada “teoría del caldo primordial”. Sin embargo, recientemente un equipo de científicos británicos y alemanes ha propuesto una teoría alternativa: la vida habría surgido a partir de determinados gases y gracias a la energía procedente de chimeneas hidrotermales oceánicas. Mediante un proceso conocido como quimioósmosis, las células vivas habrían adquirido la misma capacidad de generar energía que sus predecesoras inorgánicas. Por Yaiza Martínez.
Células en cultivo. Fuente: Wikimediacommons.
Hasta ahora, y durante unos 80 años, la hipótesis más aceptada sobre la aparición de la vida en nuestro planeta ha sido la llamada “teoría del caldo (o sopa) primordial” (también llamada del caldo primigenio, del caldo de la vida o del caldo primitivo).
Este concepto fue acuñado por el biólogo ruso Aleksandr Oparin quien, en 1924, postuló que el origen de la vida en la Tierra se debe a la evolución química gradual a partir de moléculas basadas en el carbono, todo ello de manera abiótica.
Recientemente, sin embargo, esta teoría ha sido cuestionada en un artículo aparecido en la revista especializada BioEssays.
Gases primordiales
En dicho artículo, científicos del University College London, de la Queen Mary University también de Londres y del Institut für Botanik III Heinrich-Heine-Universität, de Düsseldorf, en Alemania, afirman que no fue el caldo primordial la causa de la aparición de la vida en nuestro planeta, sino que lo fue la energía química terrestre, procedente de las fuentes o chimeneas hidrotermales del océano.
Según declaran los científicos en un comunicado, “los libros de texto enseñan que la vida surgió a partir de un caldo orgánico y que las primeras células crecieron fermentando material orgánico para generar energía en forma de adenosina trifosfática o ATP” (tipo de energía química compuesta por un nucleótido con azúcares ribosómicos y tres fosfatos).
El director de la investigación Nick Lane, del University College London, añade: “nosotros proponemos una nueva perspectiva sobre por qué esta vieja y conocida explicación no funciona en absoluto”.
La alternativa propuesta por los científicos es que la vida surgió en realidad a partir de determinados gases: el hidrógeno (h2), el dióxido de carbono (CO2), el nitrógeno (N2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S), y que la energía necesaria para su surgimiento provino de un tipo especial de conductos hidrotérmicos presentes en las profundidades del mar, que estarían plagados de diminutos compartimentos o poros interconectados.
Energía química y biológica
La Tierra tiene alrededor de 4,500 millones de años y se piensa que la vida se produjo millones de años después de la formación del globo.
Los investigadores proponen que la energía que hace unos cuatro mil millones de años dio como resultado el primer compuesto orgánico se encontraba en estos conductos hidrotermales de gradientes geoquímicos a través de toda una colmena microscópica de cavernas naturales.
Según ellos, estas células catalíticas fueron las que generaron los primeros lípidos, proteínas y nucleótidos, lo que a su vez produjo las primeras y verdaderas células.
El equipo se centró en las ideas desarrolladas por el geoquímico Michael J. Russell, sobre las chimeneas alcalinas de las profundidades marinas, que son productoras de gradientes químicos muy similares a los usados por casi todos los organismos vivos actuales.
Probablemente, los primeros organismos aprovecharon esos gradientes a través de un proceso conocido como quimioósmosis, en el cual el gradiente se usa para generar energía química (ATP).
Después, las células evolucionaron para generar su propio gradiente por medio de la transferencia de electrones de un donante a un receptor. El equipo defiende que el primer donante fue el hidrógeno y el primer receptor el CO2.
Este concepto fue acuñado por el biólogo ruso Aleksandr Oparin quien, en 1924, postuló que el origen de la vida en la Tierra se debe a la evolución química gradual a partir de moléculas basadas en el carbono, todo ello de manera abiótica.
Recientemente, sin embargo, esta teoría ha sido cuestionada en un artículo aparecido en la revista especializada BioEssays.
Gases primordiales
En dicho artículo, científicos del University College London, de la Queen Mary University también de Londres y del Institut für Botanik III Heinrich-Heine-Universität, de Düsseldorf, en Alemania, afirman que no fue el caldo primordial la causa de la aparición de la vida en nuestro planeta, sino que lo fue la energía química terrestre, procedente de las fuentes o chimeneas hidrotermales del océano.
Según declaran los científicos en un comunicado, “los libros de texto enseñan que la vida surgió a partir de un caldo orgánico y que las primeras células crecieron fermentando material orgánico para generar energía en forma de adenosina trifosfática o ATP” (tipo de energía química compuesta por un nucleótido con azúcares ribosómicos y tres fosfatos).
El director de la investigación Nick Lane, del University College London, añade: “nosotros proponemos una nueva perspectiva sobre por qué esta vieja y conocida explicación no funciona en absoluto”.
La alternativa propuesta por los científicos es que la vida surgió en realidad a partir de determinados gases: el hidrógeno (h2), el dióxido de carbono (CO2), el nitrógeno (N2) y el sulfuro de hidrógeno (H2S), y que la energía necesaria para su surgimiento provino de un tipo especial de conductos hidrotérmicos presentes en las profundidades del mar, que estarían plagados de diminutos compartimentos o poros interconectados.
Energía química y biológica
La Tierra tiene alrededor de 4,500 millones de años y se piensa que la vida se produjo millones de años después de la formación del globo.
Los investigadores proponen que la energía que hace unos cuatro mil millones de años dio como resultado el primer compuesto orgánico se encontraba en estos conductos hidrotermales de gradientes geoquímicos a través de toda una colmena microscópica de cavernas naturales.
Según ellos, estas células catalíticas fueron las que generaron los primeros lípidos, proteínas y nucleótidos, lo que a su vez produjo las primeras y verdaderas células.
El equipo se centró en las ideas desarrolladas por el geoquímico Michael J. Russell, sobre las chimeneas alcalinas de las profundidades marinas, que son productoras de gradientes químicos muy similares a los usados por casi todos los organismos vivos actuales.
Probablemente, los primeros organismos aprovecharon esos gradientes a través de un proceso conocido como quimioósmosis, en el cual el gradiente se usa para generar energía química (ATP).
Después, las células evolucionaron para generar su propio gradiente por medio de la transferencia de electrones de un donante a un receptor. El equipo defiende que el primer donante fue el hidrógeno y el primer receptor el CO2.
Aprovechamiento de la fuerza geoquímica
Así, según explican los investigadores, las células vivas actuales presentan el mismo tamaño de gradiente químico, y, crucialmente, la misma orientación -positiva hacia fuera y negativa dentro- que las vesículas inorgánicas a partir de las cuales surgieron.
Por tanto, las primeras células debieron aprovechar una fuerza creada geoquímicamente, y aprendieron a hacerla suya. Esta transición, según los científicos, resultó vital.
Por ello, hoy día, todos los organismos son quimioosmóticos: porque han heredado eso de la época y lugar en la que evolucionaron las primeras células. De otra forma, no habrían podido evolucionar.
Para los investigadores, es casi imposible considerar que la vida podría haberse iniciado sin quimioósmosis. La teoría de la fermentación de la sopa primordial como origen de la vida está obsoleta, aseguran, puesto que es una idea que data de una época en la que no se comprendía bien lo que era la ATP.
Energía insuficiente
La primera vez que se propuso el concepto de caldo primordial como origen de la vida fue en 1929, cuando el biólogo británico John Burdon Sanderson Haldane publicó un influyente ensayo sobre el origen de la vida.
En este ensayo, defendía que la radiación ultravioleta fue la que proporcionó la energía necesaria para convertir el metano, el amoniaco y el agua en los primeros compuestos orgánicos presentes en los océanos terrestres.
Según los especialistas, la teoría del caldo primigenio presenta, sin embargo, un fallo fundamental: la radiación ultravioleta no sería una fuente energética suficiente como para generar la energía vital.
En 1953, investigadores de la Universidad de Chicago trataron de comprobarla. Introdujeron agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un recipiente de vidrio para simular las supuestas condiciones de la Tierra primitiva.
La mezcla fue expuesta, posteriormente, a descargas eléctricas. Una semana después, una cromatografía en papel mostró que se habían formado varios aminoácidos y otras moléculas orgánicas. El modelo postula que el origen de la vida se habría producido a partir de tales moléculas que, tras formarse en la atmósfera primitiva, habrían sido arrastradas por la lluvia hasta el océano primordial, donde se combinaron para formar proteínas, ácidos nucleicos y otras moléculas de la vida.
Así, según explican los investigadores, las células vivas actuales presentan el mismo tamaño de gradiente químico, y, crucialmente, la misma orientación -positiva hacia fuera y negativa dentro- que las vesículas inorgánicas a partir de las cuales surgieron.
Por tanto, las primeras células debieron aprovechar una fuerza creada geoquímicamente, y aprendieron a hacerla suya. Esta transición, según los científicos, resultó vital.
Por ello, hoy día, todos los organismos son quimioosmóticos: porque han heredado eso de la época y lugar en la que evolucionaron las primeras células. De otra forma, no habrían podido evolucionar.
Para los investigadores, es casi imposible considerar que la vida podría haberse iniciado sin quimioósmosis. La teoría de la fermentación de la sopa primordial como origen de la vida está obsoleta, aseguran, puesto que es una idea que data de una época en la que no se comprendía bien lo que era la ATP.
Energía insuficiente
La primera vez que se propuso el concepto de caldo primordial como origen de la vida fue en 1929, cuando el biólogo británico John Burdon Sanderson Haldane publicó un influyente ensayo sobre el origen de la vida.
En este ensayo, defendía que la radiación ultravioleta fue la que proporcionó la energía necesaria para convertir el metano, el amoniaco y el agua en los primeros compuestos orgánicos presentes en los océanos terrestres.
Según los especialistas, la teoría del caldo primigenio presenta, sin embargo, un fallo fundamental: la radiación ultravioleta no sería una fuente energética suficiente como para generar la energía vital.
En 1953, investigadores de la Universidad de Chicago trataron de comprobarla. Introdujeron agua, metano, amoníaco e hidrógeno en un recipiente de vidrio para simular las supuestas condiciones de la Tierra primitiva.
La mezcla fue expuesta, posteriormente, a descargas eléctricas. Una semana después, una cromatografía en papel mostró que se habían formado varios aminoácidos y otras moléculas orgánicas. El modelo postula que el origen de la vida se habría producido a partir de tales moléculas que, tras formarse en la atmósfera primitiva, habrían sido arrastradas por la lluvia hasta el océano primordial, donde se combinaron para formar proteínas, ácidos nucleicos y otras moléculas de la vida.
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