La formamida, un líquido claro que consiste en hidrógeno, oxígeno, carbono y nitrógeno, pudo dar lugar a la vida en el agua de la Tierra sin que el agua estuviera presente en su etapa de formación.
En un nuevo artículo publicado en Scientific Reports, investigadores han demostrado la posibilidad de que la formamida se haya producido en abundancia por radiación en algunos focos de la Tierra primaria.
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 el autor del estudio Zachary Adam, investigador de la Universidad de Harvard, a Phys.org.
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 podría 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 el nuevo estudio que acredita la posibilidad de que la formamida diera lugar a la vida sin la presencia de agua, 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.
“A menudo se considera que el problema de los orígenes de la vida se resuelve si pudiéramos comprender cómo los componentes básicos de la vida, como los biopolímeros y los metabolitos, podrían formarse en entornos plausibles de la Tierra primitiva”, dijo el coautor Masashi Aono, de la Universidad de Keio. “Pero no estamos satisfechos con esta forma de pensar. La vida no debe ser tratada como una bolsa llena de bloques de construcción, sino que debe entenderse como una compleja red de reacciones químicas”.
Como explican los investigadores, la radiación es particularmente única como fuente de energía para los orígenes de la vida en comparación con la química redox o el calentamiento simple. Como dijo Adam, esto se debe a que la radiación “impulsa una red expansiva de reacciones, no solo una variedad de productos para una variedad de entradas”.
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.
“Ahora estamos tratando de evaluar si la red completa de reacciones impulsadas exhibe atributos que se encuentran en muchas escalas diferentes de sistemas vivos complejos, como redes metabólicas celulares, dinámica de poblaciones e incluso relaciones ecológicas”, dijo Aono.
Fuente: europapress.com