Los investigadores han descubierto un proceso químico que pudo ser clave en la formación y evolución temprana de las protocélulas precursoras de la vida en la Tierra.
Los científicos creen que la vida comenzó en la Tierra hace unos cuatro mil millones de años, pero el proceso exacto de cómo se originó sigue siendo un misterio que no hemos podido resolver. Ahora, un reciente estudio propone una teoría plausible para la formación y evolución de las primeras protocélulas, un descubrimiento que no solo nos ayudará a entender cómo eran nuestros primeros ancestros aquí en la Tierra, sino también cómo surgió la vida en otros planetas.
La Tierra hace miles de millones de años estaba cubierta por un gran océano. A pesar de que todavía no había formas de vida presentes, los investigadores teorizan que ahí, en ese caldo primitivo rico en nutrientes, ya se encontraban todos los elementos para hacerla posible.
Los científicos han intentado reproducir ese caldo primitivo en sus laboratorios, tratando de encontrar los ingredientes que podrían estar presentes en nuestro planeta hace miles de años. Un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Scripps, en los Estados Unidos, descubrió en 2022 un nuevo conjunto de reacciones químicas similares a las que pudieron desencadenar el origen de la vida tiempo atrás.
Ahora, ese mismo equipo, cree haber encontrado una combinación de elementos que puede explicar cómo surgieron los precursores de las primeras células.
"Hemos descubierto una vía plausible de cómo podrían haber surgido los fosfolípidos durante este proceso evolutivo químico", dice Ashok Deniz, profesor del Departamento de Biología Computacional y Estructural Integrativa de Scripps Research y coautor del artículo publicado en la revista Chem. “Es emocionante descubrir cómo las primeras químicas pueden haber hecho la transición para permitir la vida en la Tierra. Nuestros hallazgos también sugieren una gran cantidad de física intrigante que puede haber desempeñado papeles funcionales clave en el camino hacia las células modernas”.
La clave está en los fosfatos
Ramanarayanan Krishnamurthy, profesor de química en Scripps Research y líder del equipo de investigadores, sospechaba que los fosfatos podrían tener un papel importante en la formación de las protocélulas. Y que este compuesto, presente en casi todas las reacciones químicas del cuerpo, podría haber estado presente en la Tierra antes de lo que se creía anteriormente.
El equipo sabía que las protocélulas se formaron a partir de ácidos grasos. Sin embargo, desconocían cómo pasaron de una cadena simple a una cadena doble de fosfatos, que es lo que les permite ser más estables y albergar reacciones químicas, aseguran.
Los investigadores han tratado de simular las condiciones en las que pudo surgir la vida usando productos químicos como ácidos grasos y glicerol (un subproducto de la producción de jabón que pudo haber existido en la Tierra primitiva). Y encontraron tres combinaciones de sustancias químicas que potencialmente eran capaces de crear vesículas, estructuras esféricas de lípidos similares a las protocélulas.
Protocélulas en la Tierra primitiva
Tras varias pruebas en las que agregaron nuevos componentes y variaron sus temperaturas, observaron que los ácidos grasos y el glicerol sufrían una fosforilación que podía crear esa estructura de doble cadena más estable. Esos ácidos grasos derivados del glicerol, aseguran, pueden haber dado lugar a vesículas con diferentes tolerancias a los iones metálicos, las temperaturas y el pH, algo que podría ser clave en su evolución.
"Las vesículas pudieron pasar de un entorno de ácidos grasos a un entorno de fosfolípidos durante nuestros experimentos, lo que sugiere que podría haber existido un entorno químico similar hace 4 mil millones de años", dice Sunil Pulletikurti, investigador postdoctoral y otro de los autores del estudio.
El equipo asegura que su intención es seguir profundizando en esta investigación para acabar de desentrañar los mecanismos que rigen las protocélulas. Uno de los elementos que les falta por descubrir, aseguran, es por qué algunas vesículas se fusionaban mientras que otras se dividían. Sin embargo, los investigadores de Scripps no son los únicos que están buscando el origen de las protocélulas. Otro estudio, publicado recientemente en la revista Nature por investigadores de la Universidad de Newcastle (Reino Unido), identifica el proceso por el que se generan los componentes orgánicos que crearon las paredes de las primeras células, el primer paso en la creación de la vida.
“En algún momento todos nos preguntamos de dónde venimos. Ahora hemos descubierto una forma plausible de que los fosfatos podrían haberse incorporado a estructuras similares a las células antes de lo que se pensaba, lo que sienta las bases para la vida”, dice Krishnamurthy, que también codirige una iniciativa de la NASA que investiga cómo surgió la vida en estos entornos primitivos. "Este hallazgo nos ayuda a comprender mejor los entornos químicos de la Tierra primitiva para que podamos descubrir los orígenes de la vida y cómo la vida puede evolucionar".
Font, article de Omar Kardoudi per a"El Confidencial"
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