La "paradoja del agua": ¿La vida se originó sin agua?

May 30, 2018

Al tratar de comprender los orígenes de la vida en la Tierra, los investigadores se topan con una paradoja: mientras que el agua es un disolvente indispensable para todas las formas de vida conocidas que existen hoy en día, el agua también inhibe la formación de cadenas de polímeros de ácido nucleico similares al ARN que fueron probablemente precursores de la vida. Esto plantea la pregunta: ¿cómo podrían haberse formado los ácidos nucleicos en primer lugar? Una solución a esta "paradoja del agua" es que la vida puede haberse originado en algo que no sea agua, y que luego se adaptó a la presencia de agua.

"Estamos fascinados por la posibilidad de que la vida basada en el agua se haya originado sin agua en absoluto", dijo Zachary Adam, investigador de la Universidad de Harvard.

Adam y otros han estado investigando a un candidato líder para una alternativa acuática llamada formamida, un líquido claro que consiste en hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno. La formamida no solo favorece la formación de enlaces de polímeros más que el agua , sino que también reacciona con otras moléculas para formar nucleobases, aminoácidos y algunos de los otros compuestos básicos necesarios para fabricar ácidos nucleicos.

Pero hay un problema evidente con esta propuesta: la formamida no ocurre naturalmente en ninguna cantidad significativa en ningún lugar de la Tierra. Aunque la formamida se usa ampliamente en la industria como disolvente para fabricar productos farmacéuticos y pesticidas, toda esta formamida se produce sintéticamente.

La formamida existe en el espacio, sin embargo, lo que motivó previamente a los investigadores a sugerir que pudo haber sido transportado a la Tierra a través de cometas o meteoros. Pero es poco probable que este escenario pudiera haber producido los depósitos grandes y concentrados de formamida necesarios para que se formen los precursores de la vida.

En un artículo publicado en Scientific Reports el pasado 10 de enero, un equipo de investigadores, dirigido por Adam y el coautor Masashi Aono de la Universidad Keio y el Instituto Tecnológico de Tokio, han demostrado la posibilidad  de que la formamida haya sido producida en abundancia por radiación en algunos bolsillos del principios de la Tierra.

 

En experimentos, los investigadores irradiaron cianuro de hidrógeno y acetonitrilo (dos sustancias químicas presentes en la Tierra primitiva) con rayos gamma . Descubrieron que la formamida era uno de los principales productos.

Aunque en sus experimentos los investigadores usaron un cilindro de cobalto 60 para producir rayos gamma, sugieren que en la Tierra primitiva la radiación pudo provenir de depósitos de minerales radioactivos (que se encuentran hoy en playas de todo el mundo) o zonas de fisión de uranio. Actualmente se sabe que solo una región contiene evidencia de un pequeño puñado de zonas de uranio que existían en la historia geológica de la Tierra -la región de Oklo en Gabón, África- pero estas zonas solo se activaron mucho después de que se originó la vida.

Los investigadores calcularon que, si existían zonas similares hace 4.000 millones de años, un solo sitio podría haber producido más de 6 órdenes de magnitud más formamida en un área determinada que la estimada por la entrega de cometas y meteoritos. Los resultados sugieren que los depósitos de minerales radioactivos pueden producir suficiente formamida para acumularse a altas concentraciones, lo que podría haber formado grandes depósitos de formamida en los que los ácidos nucleicos podrían haberse formado como precursores de los primeros organismos vivos

Por supuesto, los investigadores solo han demostrado lo que podría haber sucedido, y no lo que sucedió. En el futuro, planean continuar estudiando todos los escenarios posibles para los orígenes de la vida y examinar la verosimilitud de cada uno de ellos, y ver a dónde conduce la evidencia.

Lea más en

https://phys.org/news/2018-01-water-based-life.html#jCp

Zachary R. Adam et al. "Estimar la capacidad de producción de formamida por minerales radioactivos en la Tierra prebiótica". Informes científicos . DOI: 10.1038/s41598-017-18483-8

Share on Facebook
Share on Twitter