Las inusuales propiedades del agua congelada pueden haber sido el medio para que la vida fuera posible. |
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A lo largo de las últimas décadas varios científicos notables han comenzado a sospechar que la vida sobre la Tierra no evolucionó en una tibia sopa primordial, sino en el hielo, a temperaturas que pocas formas vivientes pueden tolerar ahora.
Las leyes mismas de la química pueden realmente haber favorecido a la vida, dice Jeffrey Bada del Instituto Scripps de Oceanografía en La Jolla, California. “Hemos estado discutiendo durante largo tiempo”, dice, “que las condiciones frías tienen mucho más sentido, desde un punto de vista químico, que las condiciones cálidas”.
Si Bada y otros están en lo correcto, esto no solo sería la respuesta sobre cómo fue que la vida surgió en nuestro planeta, sino que modificaría dramáticamente nuestra búsqueda de vida en el sistema solar y más allá. En este punto, nuestras probabilidades de encontrar vida en otras partes pueden ser mejores que lo que se suponía previamente.
Bada propone que la vida no se originó en las profundidades subterráneas de la Tierra, como algunos han sostenido, sino en la superficie terrestre, donde una forma primitiva de selección natural engendró el primera material genético.
Géiseres en erupción, intensa acción de olas, destellos relampagueantes, y llamaradas de luz solar trabajaron combinadamente con una atmósfera de metano, amoníaco, hidrógeno y vapor de agua, para producir una sopa primigenia de ingredientes básicos para los comienzos de la vida junto a un bombardeo constante de asteroides, mareas asesinas, una atmósfera letal y una extraña alfombra de limo.
¿Pero cuál fue el papel del hielo en los orígenes de la vida sobre la Tierra y quizás en otros lugares de nuestro sistema solar y más allá?
Muchos de quienes a lo largo de los años han estudiado el origen de la vida, han preferido comenzar con presunciones que tienen sentido en el mundo actual. Hoy en día, la vida tiende a prosperar en lugares cálidos. En consecuencia, los científicos han imaginado que la vida emergió en chimeneas volcánicas cálidas, o incluso casi hirvientes. Sin embargo, como una relación amorosa que ha finalizado, es posible que las condiciones que ahora nos matarían, pudieran haber sido las que nutrieron nuestra existencia en el comienzo mismo.
El fallecido pionero de la “teoría fría”, Stanley Miller, desafió la creencia popular con sus nuevos experimentos e ideas. Sus estudiantes, junto a otros, han continuado sus pasos con experimentos indicadores de que la vida pudo muy bien haber evolucionado bastante por debajo del punto de congelación. Bada fue un estudiante de Miller y está de acuerdo con que podríamos estar observando las cosas desde un ángulo equivocado.
Aunque la vida, tal como la conocemos actualmente, requiere agua líquida, pequeñas cantidades de líquido pueden persistir incluso a -51ºC. Bolsones microscópicos de agua dentro del hielo antiguo pueden haber agrupado moléculas simples, que se unieron en cadenas cada vez más largas.
Matthew Levy, quien también fuera estudiante graduado de Miller y que ahora es un biólogo molecular en el Colegio Albert Einstein de Medicina en la ciudad de Nueva York, recuerda que se le entregó una de las muestras de Miller congeladas durante 25 años para que trabajara con ellas.
La mezcla de amoníaco y cianuro representaba las condiciones que según creían los científicos habían existido en la Tierra primigenia y que podrían haber contribuido al surgimiento de la vida. Durante 25 años, Miller la había mantenido tan fría como la superficie de Europa, la luna de Júpiter, demasiado fría, había asumido la mayoría de los científicos, como para que algo hubiera sucedido. Lo que Levy descubrió fue que se habían formado siete aminoácidos diferentes y once tipos de núcleobases.
“Lo más notable”, dice Bada, “es que el resultado de estos experimentos congelados fue incluso mejor, para algunos compuestos, de lo que había sido en experimentos a temperatura ambiente”.
Muchos estuvieron escépticos, y encontraron que esos resultados habían sido “demasiado notables”. Bada y Miller debieron llevar a cabo más experimentos antes de poder conseguir que su artículo fuera publicado en una revista de buena reputación.
La resistencia hacia la teoría fría no era sorprendente. Muchas reacciones químicas se enlentecen cuando la temperatura desciende, y según los cálculos estándar, las reacciones que unen moléculas cianhídricas, por ejemplo, en aminoácidos y núcleobases deberían correr cien mil veces más despacio a -80ºC que a temperatura ambiente. Según esos cálculos, aún si Miller hubiera llevado a cabo su experimento a lo largo de 250 años, en lugar de los 25 que eligió, no habría podido producir nada. Sin embargo, las cosas no siempre suceden de la forma que esperamos. A menudo, lo inesperado es lo que nos proporciona las respuestas más increíbles.
Un joven científico llamado Alexander Vlassov puede haber encontrado accidentalmente la respuesta a cómo los diminutos trocitos de ARN se convierten en cadenas más largas y bien constituidas que pudieron haber actuado como las primeras enzimas.
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| Diferencias entre el ADN y el ARN. Ambos polímeros de nucléotidos están formados por un código de 4 bases nitrogenadas. Sin embargo, en la célula el ADN se encuentra como una doble cadena y el ARN generalmente como una cadena simple. La similitud en el alfabeto permite la síntesis de un polímero utilizando el otro como molde, en presencia de las enzimas adecuadas. |
Vlassov estaba trabajando en SomaGenics, una compañía biotécnica en Santa Cruz, California, desarrollando enzimas ARN que se pegaban sobre el virus de la hepatitis C. Pero sus enzimas ARN no se estaban comportando bien. Normalmente, consistían en un único segmento de ARN, pero cada vez que las enfriaba por debajo del punto de congelación para purificarlas, la cadena de ARN unía espontáneamente sus puntas para formar un círculo, como una serpiente que se mordiera su propia cola.
Mientras Vlassov intentaba corregir el “fallo”, notó que otra enzima ARN, llamada “horquilla” (de cabello), también estaba actuando. A la temperatura ambiente, la “horquilla” actúa como unas tijeras, cortando en pedazos a otras moléculas ARN. Pero cuando Vlassov la congelaba, actuaba al revés. Unía otras cadenas ARN por sus puntas.
Descubrimientos como éste arrojan nueva luz sobre las probabilidades de hallar vida más allá de la Tierra, especialmente con los recientes descubrimientos de géiseres en las lunas congeladas de Saturno. También se cree que Encelado contiene grandes cantidades de hierro bajo la superficie de sus polos.
Si alguna vez la vida se formó en una de estas áreas heladas, todavía podría subsistir allí. En la Tierra, aún las áreas que parecen estar congeladas albergan vida. Por ejemplo, en las venas microscópicas que permean el hielo ártico, las altas concentraciones de sal mantienen trazas de agua en estado líquido a una temperatura de -54ºC, y las bacterias y las diatomeas sobreviven en esas diminutas “venas líquidas”.
Hajo Eicken, un glaciólogo de la Universidad de Alaska en Fairbanks, sospecha que condiciones similares pudieran existir en las capas inferiores más cálidas de lunas como Europa. “Potencialmente, hay cientos de metros de hielo, si no kilómetros, que podrían resultar bastante habitables”, dice.
Otro precedente podrían ser las bacterias descubiertas debajo de películas de agua líquida de apenas unas pocas moléculas de espesor sujetas a gránulos microscópicos de arcilla en las núcleos de hielo de Groenlandia.
Consumiendo lentamente el hierro de un único gránulo, estas bacterias podrían subsistir durante un millón de años antes de agotar sus suministros de alimento. A temperaturas más frías, donde las demandas metabólicas son menores, bacterias como éstas podrían sobrevivir durante varios cientos de millones de años.
“En este negocio hay que mantener una mente abierta”, dice Bada. “Si tuviera que apostar sobre qué es lo que encontraríamos si descubrimos vida en otro lugar del universo, sospecho que estaría más adaptada al frío que al calor”.
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Artículo original: “Is Ice a Calalyst for Life?”
Autora: Rebecca Sato
Fecha: Noviembre 28, 2008
Enlace con el artículo original: aquí
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