En un experimento pionero realizado a principios de la década de 1950, un científico intentó recrear las condiciones de la tierra primitiva en un tubo de ensayo.
Stanley Miller Colocó algunos ingredientes simples que se creía que estaban arremolinándose en la atmósfera y los océanos del joven planeta en matraces interconectados, les aplicó calor y los electrocutó para simular un rayo. Los resultados no tardaron en hacerse famosos: De esta sopa primordial surgió la aminoácidoslos componentes químicos de la vida.
El hallazgo inició una búsqueda dentro del química y el biología idear experimentos que podrían ayudar a responder una de las preguntas científicas más importantes que enfrenta la humanidad: ¿Cómo empezó la vida en la Tierra?
Ahora, científicos del Universidad Ludwig Maximilian de Múnich han dado un emocionante paso adelante demostrando cómo se podrían haber sintetizado moléculas más complejas, cruciales para la vida, a partir de los ingredientes básicos de tierra primitiva.
En su estudio, publicado en la revista Naturalezael científicos Cambiaron los tubos de ensayo por pequeñas redes de grietas ramificadas que se asemejan a las que se forman naturalmente en las rocas. Hicieron correr el agua a través de las grietas, junto con componentes químicos clave, y luego se aplicó calor, imitando un proceso similar a lo que podría ocurrir cerca de respiraderos hidrotermales en el océano o en rocas porosas cerca de una piscina geotérmica.
Descubrieron que el calor que fluye a través de estas redes geológicas clasifica y filtra las moléculas, ayudándoles a crear cadenas más largas llamadas biopolímeros que son esenciales para la vida. “Es una demostración fantástica de que procesos físicos simples pueden funcionar para hacer estas cosas”, dijo. Mateo PasekProfesor de Geociencias del Universidad del Sur de Florida que no participó en la investigación.
La cuestión de cómo surgió la vida es tan amplia que trasciende las fronteras tradicionales que dividen la ciencia en diferentes disciplinas. Químicos, biólogos, astrofísicos y geólogos tienen un asiento en la mesa cuando se trata de responder a la pregunta.
Unir esas fronteras es lo que interesaba Christof Mastbiofísico Universidad Ludwig Maximilian de Múnichcuyo laboratorio diseñó un montaje experimental algo más cercano a las condiciones en las que se produjo la “química prebiótica” que dio origen a la vida.
Durante décadas, los científicos se han enfrentado al problema de que tierra primitiva No era un laboratorio prístino, con vasos de precipitados, pasos de purificación impecablemente sincronizados y reservas concentradas de ingredientes. Una cosa es recrear la química de la vida en un laboratorio.pero los experimentos que se pueden realizar en un matraz pueden ser, en el mejor de los casos, improbables en las complicadas condiciones del mundo real.
“Se puede pensar en la Tierra prebiótica, esta sopa prebiótica, que está muy diluida, y todas estas cosas diferentes reaccionan de una manera muy incontrolada”, dijo. mástil.
Uno de los problemas hasta la fecha es que las reacciones químicas en el laboratorio a menudo dan lugar a subproductos que pueden iniciar sus propias reacciones no deseadas, dejando a los científicos sólo con cantidades minúsculas del material clave. Entonces, ¿cómo podría el tierra primitiva ¿Hacer suficientes bloques de construcción para que exista la vida?
Para intentar averiguarlo, los investigadores cortaron redes ramificadas de grietas interconectadas en un pequeño trozo de una sustancia inerte similar a teflón llamar FEP y lo colocó entre dos platos de Zafiro.
Los zafiros fueron llevados a temperaturas precisas pero diferentes para crear un flujo de calor a través de la red geológica entre ellos, imitando la forma en que el calor probablemente fluyó en el tierra primitiva, quizás cerca de volcanes o fuentes hidrotermales. Próximo, hizo fluir el agua y los componentes químicos básicos A través de la red de grietas y observó lo que estaba sucediendo.
En un experimento de prueba de concepto, utilizaron glicinael aminoácido más simple, junto con una sustancia llamada TMP que puede reaccionar para unir dos moléculas de glicina. Estas reacciones son difíciles en el agua.Explicar mástily el TMP fue muy raro en tierra primitiva. Según los investigadores, cuando mezclaron estos ingredientes en un vaso de precipitados o en grietas geológicas sin calor, la cantidad de biopolímero más complejo que crearon fue “insignificante”.
Pero cuando Aplicaron un gradiente de calor a las grietas., aumentó enormemente la producción del biopolímero. Esto es significativo porque, aunque el aminoácidos Son importantes, incluso están lejos de la vida. Esos mismos componentes básicos se han encontrado, por ejemplo, en meteoritos sin vida. “Para pasar al siguiente nivel, hay que empezar a fabricar polímeros: es un paso fundamental para crear el próximo reino de la vida”, afirma. Pasek.
El organismo no puede pronunciarse sobre la cuestión última de cómo empezó la vida: ¿Estaba en un estanque, como podría haber existido en la superficie del Tierra¿O cerca de un respiradero hidrotermal como los que se encuentran en las profundidades del océano? De acuerdo a mástilLos flujos de calor a través de las rocas pueden ocurrir en una multitud de entornos geológicos y probablemente fueron “ubicuos” en el tierra primitiva.
Pero la configuración experimental se puede utilizar para probar otros aspectos de la química primitiva del planeta. mástil Espera crear a continuación una red de grietas a partir de materiales geológicos y construir redes más grandes de cámaras conectadas. El estudio es otro recordatorio de que los experimentos químicos elegantes Pueden ignorar una parte fundamental de la sopa primordial: la olla.
En 2021, un equipo de científicos descubrió que en el famoso experimento de la década de 1950, el propio tubo de ensayo –o mejor dicho, el vidrio borosilicato de qué estaba hecho – jugó un papel en los resultados.
cuando esos científicos Repitieron el experimento en un matraz de vidrio, en uno de teflón y luego en uno de teflón con un vaso pequeño borosilicatodescubrieron que el vaso era un Ingrediente fundamental para catalizar reacciones..
“En otras palabras, para cocinar la ‘sopa primordial’, la cazuela es importante“, escribió en un correo electrónico Juan Manuel García Ruizprofesor de investigación en Centro Internacional de Física de Donostia, España que participó en el experimento. Elogió el nuevo trabajo por su enfoque imaginativo y, quizás lo más importante, por ser “geológicamente plausible”.
“Puede que no sea el único mecanismo, pero funciona y es ingenioso y, sobre todo, es un demostración experimental“, dicho García-Ruiz. “Creo que necesitamos enfoques más experimentales para explorar el contexto geoquímico del planeta cuando nació la vida”.
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