Las increíbles moléculas que se autoorganizaban antes del origen de la vida

Un equipo internacional de científicos, dirigidos por Juan Manuel García-Ruiz , investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha hecho un descubrimiento que puede ayudar a entender las circunstancias en las que apareció la vida. El hallazgo, presentado en Science Advances , confirma que en las condiciones de la Tierra primitiva, en las que no era raro encontrar agua muy básica (con un pH muy alto), era posible la autoorganización de pequeñas moléculas minerale s . Entre otras cosas, estas eran capaces de formar biomorfos, estructuras inertes que tienen una forma, una textura y una simetría similar a las de los seres vivos.

«Este articulo demuestra que los fenómenos de autoorganización mineral pudieron tener lugar en la Tierra primitiva», ha explicado García-Ruiz a ABC. Además, tal como ha dicho, este avance sugiere que el fenómeno podría haber sido frecuente también en otros planetas similares a la Tierra .

Según este investigador, lo interesante es que, como «esas estructuras autoemsambladas también son catalizadoras de reacciones químicas prebióticas », este estudio abre la puerta a «buscar si ha existido acoplamiento químico entre ellas y las moleculas orgánicas que se formaban a su alrededor». Por eso, podrían ayudar a comprender cómo surgió la vida en la Tierra primitiva.

Los investigadores han demostrado que la sílice es capaz de fabricar complejas estructuras minerales que se autoensamblan cuando están en presencia de agua hiperalcalina. Y, por primera vez, los científicos han podido reproducir este proceso en el laboratorio usando agua obtenida en un ambiente natural : una procedente de aguas de Ney Springs, en California (Estados Unidos).

Los valores de pH «extremadamente altos» de las aguas de Ney, que rondan el valor de 10, se derivan de la serpentinización, un proceso geológico en el que se generan moléculas orgánicas abióticas . «Aguas de este tipo estaban muy extendidas durante las primeras etapas de formación de nuestro planeta, antes de que la vida apareciese o cuando estaba empezando», ha destacado el investigador del CSIC.

Sin embargo, en la actualidad hay muy pocos lugares del planeta donde existan de este tipo. Hoy en día se pueden encontrar en el mundo submarino, en el entorno de las chimeneas negras. O en superficie, en aguas ligadas a la serpentinización , como las de las Fuentes de Ney, en California o en los lagos del valle del Rift, en Kenia y en Etiopía.

Gracias a esta investigación, los científicos han demostrado tres formas de autoensamblaje mineral . En primer lugar, los biomorfos, formados por diminutas partículas de carbonato de bario que van creciendo con la ayuda del sílice. «No hay bordes ni ángulos, sino superficies suavemente curvadas. Suelen ser indistinguibles de las formas características de organismos primitivos», ha detallado el investigador.

En segundo lugar, los investigadores han obtenido agregados cristalinos de carbonato cálcico y sílice amorfo, denominados mesocristales , que imitan las complejas texturas de las conchas. Por último, también han demostrado que existe otra forma de autoorganización: la que tiene lugar en tubos huecos compuestos de membranas hidratadas de silicato metálico.

«Estas estructuras son capaces de catalizar reacciones prebióticas derivadas de simples moléculas de carbón, como la formamida. Se conocen con el nombre de jardines de sílice », ha agregado el investigador del CSIC.

La investigación ha sido dirigida por Juan Manuel García-Ruiz, del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (mixto del CSIC y la Universidad de Granada), quien hace tres décadas descubrió y puso nombre a los biomorfos. Junto a él han trabajado Electra Kotopoulou y Leonardo Tamborrino , y además han colaborado los investigadores Oliver Steinbock y Elias Nakouzi , de la Universidad Estatal de Florida.