Ninguno de nosotros estaría presente si los organismos no hubieran cobrado vida hace miles de millones de años. La cuestión de cómo surgió esa chispa sigue fascinando a los científicos. Una nueva investigación que analiza cómo las condiciones en la Tierra primordial podrían haber producido vida ha identificado una mezcla de sales que, mezcladas con los flujos de calor de la roca fundida, podrían haber contribuido potencialmente a la formación de biomoléculas autorreplicantes.
Esta autorreplicación es una parte clave de la hipótesis del ‘mundo del ARN’: la idea de que los ácidos ribonucleicos (ARN) pueden almacenar información biológica y realizar el plegamiento de la estructura necesaria para que la vida crezca y evolucione hasta el estado actual. En este caso, los científicos observaron la mezcla de magnesio (Mg) y sodio (Na) como podría haber sido en la Tierra en sus primeros años: para que funcione el plegamiento del ARN, una concentración relativamente alta de iones de magnesio doblemente cargados y una concentración más baja de sodio cargado individualmente.
“En consecuencia, surge la pregunta de qué entornos en la Tierra primitiva podrían haber proporcionado condiciones salinas adecuadas para tales procesos prebióticos. Un proceso geológicamente probable que produce entornos salinos es la lixiviación de sales del basalto”, escribe el equipo internacional de investigadores en su estudio.
“Como un derretimiento parcial primario del manto de la Tierra, el basalto es uno de los tipos de rocas más abundantes que se pueden esperar en la corteza temprana de la Tierra, así como en la corteza de otros planetas terrestres en nuestro Sistema Solar”.
El equipo sintetizó vidrio basáltico, que ocurre naturalmente en la Tierra cuando el basalto derretido se enfría rápidamente (por contacto con el agua del océano, por ejemplo), y lo caracterizó en sus diversas formas, incluidas roca y vidrio. Un análisis de la cantidad de magnesio y sodio extraído del vidrio, bajo una variedad de temperaturas y con una variedad de tamaños de grano, siempre mostró significativamente más sodio que magnesio.
Además, los niveles de magnesio siempre fueron significativamente más bajos de lo necesario para que el plegamiento del ARN prebiótico funcione correctamente. Los investigadores descubrieron que la parte que faltaba en el proceso eran los flujos convectivos de calor.
“Esta situación cambió considerablemente cuando se agregaron corrientes de calor, que es muy probable que hayan estado presentes debido a los altos niveles de actividad geológica esperados en ambientes prebióticos”, dice el biofísico Christof Mast, de la Universidad Ludwig Maximilians de Munich en Alemania.
“Hemos demostrado que una combinación de rocas basálticas y corrientes de convección simples pueden dar lugar a la relación óptima entre los iones Mg y Na en condiciones naturales”.
Los gradientes de temperatura que se presentan en las estrechas grietas y poros del vidrio basáltico crean los flujos convectivos necesarios para la optimización de la sal y también mueven más iones contra la corriente, creando lo que se conoce como termoforesis. Juntas, la convección y la termoforesis aumentan la cantidad de iones de magnesio en la mezcla, creando condiciones en las que puede ocurrir el ARN autorreplicante, muestra el estudio. El mismo tipo de reacciones químicas puede haber ocurrido en la Tierra hace 4 mil millones de años.
Esta lixiviación de sales del basalto, que se encuentra en abundancia en el manto de la Tierra, se ajusta a la plantilla para que funcione la hipótesis del mundo del ARN, muestra la investigación. Además, amplía las posibilidades en términos de mezclas de sal que pueden haber ayudado a encender la vida.
“El principio demostrado aquí es aplicable a una amplia gama de concentraciones y composiciones de sal y, como tal, es muy relevante para varios escenarios del origen de la vida”, escriben los investigadores en su artículo publicado.
Fuente: Science Alert.
