ZINC Y ORIGEN DE LA VIDA

El experimento Miller-Urey, que llevaron a cabo los químicos Stanley Miller y Harold Urey en 1953, es un clásico sobre el origen de la vida. Comprobaron que en la atmósfera primitiva de la Tierra, tal y como la reprodujeron, era posible que se produjeran aminoácidos, los bloques de construcción de la vida, a partir de sustancias inorgánicas

56 años más tarde, dos científicos han propuesto una hipótesis que podría añadir una nueva dimensión al debate sobre cómo se desarrolló la vida en la Tierra.

Armen Mulkidjanian, de la Universidad de Osnabrueck, en Alemania, y Michael Galperin, del National Institute of Health de EEUU, presentan su hipótesis y sus pruebas en dos artículos publicados y abiertos para ser revisados en el sitio web Biology Direct.

Los científicos han propuesto que la vida en la Tierra se originó en estructuras porosas fotosintéticamente activas hechas de sulfuro de zinc, similares a las fuentes hidrotermales del fondo del océano. Dicen que en una atmósfera compuesta principalmente por dióxido de carbono, y bajo alta presión, se podrían formar estructuras de sulfuro de zinc en la superficie de los continentes, y que allí tendrían acceso a la luz del sol. A diferencia de muchas teorías previas, que proponen que la radiación ultravioleta fue un estorbo para el desarrollo de la vida, Mulkidjanian y Galperin piensan que en realidad ayudó.

“El problema del origen de la vida es tal que se deben contestar a varias preguntas distintas para explicar como se originó la vida”, dice el autor principal, Mulkidjanian. “Nosotros sólo proporcionamos respuestas al problema de la energía en el origen de la vida”.

Alterando la atmósfera primitiva

Según Mulkidjanian, el debate sobre si la vida podría surgir a partir de reacciones químicas comenzó a cambiar cuando los científicos empezaron a cuestionarse las condiciones atmosféricas que tomaron Miller y Urey. En su famoso experimento, Miller y Urey simularon las condiciones de la atmósfera terrestre primitiva con una mezcla de metano, hidrógeno, amoniaco y vapor. Esta mezcla, junto con algunas “chispas” que simulaban los rayos, dio lugar a la formación de aminoácidos. Con este sistema, Miller y Urey asumieron que la Tierra primitiva tenía una atmósfera reductora, lo que significaba que tenía grandes cantidades de hidrógeno y casi nada de oxígeno.

Sin embargo, muchos científicos ya han dejado de lado la idea de una atmósfera terrestre primitiva reductora. En su lugar, piensan que la Tierra tenía una atmósfera neutra, compuesta principalmente por dióxido de carbono, con pequeñas cantidades de nitrógeno e hidrógeno, similar a las atmósferas actuales de Marte y Venus. Los investigadores que han repetido el experimento de Miller y Urey bajo estas nuevas condiciones atmosféricas, incluyendo el propio Miller, han demostrado que con esta mezcla no se producen aminoácidos.

Después de que se aceptara que, en su origen, la atmósfera estaba compuesta por dióxido de carbono”, dijo Mulkidjanian, “no había hipótesis químicas o físicas que explicaran el origen de la vida”.

Los organismos vivos sólo pueden existir si hay algún tipo de flujo de energía, por ejemplo, la radiación solar o las reacciones químicas.

“Si se tiene una atmósfera de dióxido de carbono, se necesita, además, una fuente de electrones para reducir el dióxido de carbono si se desea obtener compuestos complejos”, explica Mulkidjanian.

Desde lo nobiótico al zinc

La hipótesis del “mundo Zn” de Mulkidjanian ofrece una versión diferente de la atmósfera terrestre prebiótica, una en la que el sulfuro de zinc juega un papel fundamental en el desarrollo de la vida. En la naturaleza, las partículas de sulfuro de zinc sólo se precipitan en fuentes hidrotermales en la profundidad océanica. Su especial capacidad para conservar la energía de la luz lo ha hecho muy popular en muchos aparatos de hoy en día, desde varios tipos de televisiones a objetos que brillan en la oscuridad (además, el óxido de zinc se usa como filtro solar).

Su capacidad para conservar la luz hace que el sulfuro de zinc sea un tema importante de discusión en el origen de la vida. Mulkidjanian explica que, una vez iluminado con luz ultravioleta, el sulfuro de zinc reduce eficientemente el dióxido de carbono, del mismo modo que lo hacen las plantas.

Para probar la hipótesis, Mulkidjanian y Galperin analizaron el contenido metálico de las células modernas y encontraron “niveles sorprendentemente altos de zinc”, en concreto en los complejos de proteínas con moléculas de ADN y ARN.

“Hemos encontrado que las proteínas que se consideran más antiguas evolutivamente hablando, y en especial las que se asocian al ARN, contienen grandes cantidades de zinc”, dice Mulkidjanian.

Los científicos dicen que este resultado es una prueba de que las primeras formas de vida se desarrollaron en un entorno rico en zinc. Pero, como los autores señalan en su artículo, la aceptación de una nueva hipótesis sobre el origen de la vida requerirá más trabajo, sobre todo para describir la naturaleza de la vida y las reacciones químicas en estos organismos ricos en zinc.

“No podremos explicar por completo las propiedades de los organismos modernos a menos que entendamos cómo se originó la vida”, dice Mulkidjanian.

Para los astrobiólogos, esta nueva hipótesis supone un considerable giro en el debate del origen de la vida.

“Si en las comunidades de investigadores se acepta esta hipótesis sobre el origen de la vida, supondrá un verdadero cambio de concepto, de importantes dimensiones”, dice Max Bernstein, astrobiólogo de la NASA. “No podría decir si será aceptado o no, pero creo que muchos querrán ver pruebas experimentales de la viabilidad de las reacciones en este escenario hipotético bajo condiciones prebióticas”.

Fuente: space.co