Los volcanes pueden haber proporcionado electricidad y productos químicos para la vida primigenia. |
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Los relámpagos y los gases provenientes de las erupciones volcánicas pueden haber dado lugar a la aparición de las primeras formas de vida sobre la Tierra, según un nuevo análisis de muestras de un clásico experimento sobre el origen de la vida realizado por la NASA junto a investigadores universitarios. El resultado, financiado por la NASA, es el tema de un artículo de la revista Science publicado el 16 de octubre de 2008.
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Stanley Miller en la Universidad de Chicago |
“Históricamente, no se encuentran muchos experimentos tan famosos como este; redefinió nuestras ideas sobre el origen de la vida y mostró inequívocamente que los bloques fundamentales de la vida podían derivar de procesos naturales”, dijo el autor principal Adam Johnson, un estudiante graduado perteneciente al equipo del Instituto de Astrobiología de la NASA en la Universidad de Indiana, Bloomington, Indiana.
Desde 1953 hasta 1954, el profesor Stanley Miller, que entonces trabajaba en la Universidad de Chicago, llevó a cabo una serie de experimentos con un sistema de matraces cerrados que contenían agua y un gas de moléculas simples. En esa época se pensaba que las moléculas utilizadas en el experimento (hidrógeno, metano y amoníaco) eran comunes en la antigua atmósfera terrestre.
Se aplicaron al gas chispas eléctricas. Después de que el experimento corriera por unas pocas semanas, el agua se tornó de color marrón. Cuando Miller la analizó, descubrió que contenía aminoácidos, que son los bloques constituyentes de las proteínas (la caja de herramientas de la vida) que se utilizan en todo, desde estructuras tales como el cabello y las uñas hasta en procesos que aceleran, facilitan y regulan las reacciones químicas.
Las chispas proporcionaron energía para la recombinación de las moléculas en aminoácidos, que llovieron sobre el agua. Su experimento mostró la forma en que moléculas simples podían ser ensambladas en las moléculas más complejas que son necesarias para la vida a través de procesos naturales, tales como los relámpagos en la atmósfera primordial de la Tierra.
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El experimento Miller-Urey generó chispas eléctricas en una mezcla de gases que se creía que recordaba a la atmósfera primitiva de la Tierra. |
Miller llegó al Departamento de Química de la Universidad de California, San Diego, en 1960. El profesor Jeffrey Bada, uno de los co-autores del artículo, fue su estudiante graduado en química entre 1965 y 1968. Bada se unió a la facultad del Instituto de Oceanografía Scripps (parte de la Universidad de California, San Diego) en 1971.
“Stanley y yo continuamos trabajando en diversos proyectos, hasta su muerte en 2007. Cuando Adam y yo encontramos las muestras de los experimentos originales, tuvimos la gran oportunidad de re-analizarlas utilizando métodos modernos”, dijo Bada.
El equipo deseaba averiguar si los equipos modernos podían descubrir productos químicos no detectados con las técnicas de la década de 1950. Analizaron las muestras y se unieron con Daniel Glavin y con Jason Dworkin del Centro Goddard de Vuelo Espacial de la NASA en Greenbelt, Maryland, quienes ayudaron a realizar el análisis con instrumentos de última generación en su laboratorio analítico de astrobiología en Goddard.
En realidad, Miller llevó a cabo tres experimentos ligeramente diferentes, uno de los cuales inyectó vapor en el gas para simular las condiciones en una nube causada por un volcán en erupción. “Descubrimos que a diferencia de lo que sucede con el diseño clásico de Miller que todos conocen por los libros de texto, las muestras del aparato volcánico producían una variedad más amplia de compuestos”, dijo Bada.
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Stanley Miller en 1999. |
“Encontramos 22 aminoácidos, 10 de los cuales nunca antes habían sido descubiertos en otro experimento como este”, agregó Glavin.
Esto resultaba significativo puesto que las ideas sobre la composición de la atmósfera primitiva de nuestro planeta habían cambiado. En lugar de estar recargada de hidrógeno, metano y amoníaco, ahora muchos científicos piensan que la antigua atmósfera terrestre estaba compuesta principalmente por dióxido de carbono, monóxido de carbono y nitrógeno.
“A primera vista, si la atmósfera primitiva de la Tierra tenía pocas de las moléculas utilizadas en el experimento clásico de Miller, se hace difícil suponer cómo la vida podría comenzar utilizando un proceso similar. Sin embargo, además de agua y dióxido de carbono, las erupciones volcánicas también liberan hidrógeno y metano. Las nubes volcánicas también están llenas de relámpagos, ya que las colisiones entre la ceniza volcánica y las partículas de hielo generan cargas eléctricas”.
“Como la joven Tierra todavía estaba caliente a causa de su formación, probablemente entonces los volcanes eran bastante comunes. Los precursores orgánicos de la vida pudieron haber sido producidos localmente en charcas de marea alrededor de islas volcánicas, aún cuando el hidrógeno, el metano y el amoníaco fueran escasos en la atmósfera global. A medida que las charcas de marea se evaporaban, concentrarían los aminoácidos y otras moléculas, haciendo más probable que pudiera ocurrir la secuencia correcta de reacciones químicas para la aparición de la vida. De hecho, las erupciones volcánicas podrían ayudar al origen de la vida también de otra forma: producen gas de sulfuro de carbonilo, que ayuda a enlazar los aminoácidos en cadenas llamadas péptidos”, finalizó Glavin.
La investigación fue financiada parcialmente por el Instituto de Astrobiología de la NASA. “Este estudio es tanto un enlace a los fundamentos experimentales de la astrobiología, como también un emocionante resultado que lleva a una mayor comprensión de cómo pudo haber surgido la vida sobre la Tierra”, dijo Carl Pilcher, director del Instituto de Astrobiología de la NASA con sus cuarteles generales en el Centro Ames de Investigación de la NASA. En el equipo también se cuentan James Cleaves del Instituto Carnegie de Ciencia, en Washington, y Antonio Lezcano de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de México (UNAM), en México.
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Artículo original: “The Spark of Life”
Fecha: Octubre 19, 2008
Enlace con el artículo original: aquí
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2 comentarios:
No se puede formar materia orgánica a partir de la inorgánica. Esto quedó demostrado en 1864. Un abismo separa una mezcla química que contiene unos cuantos aminoácidos de la complejidad sumamente organizada de la célula viva más simple.
Mucha agua a pasado bajo los puentes desde 1864... para la ciencia, al menos, de modo que sea lo que sea a lo que te refieres que sucedió en esa fecha (yo no tengo idea, realmente) ya está superado.
La vida surgió de la materia inerte, por procesos naturales, acá sobre la Tierra y/o en otros lugares del universo.
Probablemente nunca conoceremos las circunstancias exactas de lo que sucedió sobre nuestro planeta, pero los conceptos generales y los mecanismos probables se van conociendo poco a poco.
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