Los científicos de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada anunciaron hoy que el ácido ribonucleico (ARN), un análogo del ADN que probablemente fue el primer material genético para la vida, se forma espontáneamente en vidrio de lava de basalto. Este tipo de vidrio abundaba en la Tierra hace 4.350 millones de años. Hoy en día sobreviven en Marte basaltos similares de esta antigüedad.
"Las comunidades que estudian los orígenes de la vida han divergido en los últimos años", comentó Steven Benner, coautor del estudio que aparece en línea en la revista Astrobiology.
"Una comunidad revisa las preguntas clásicas con esquemas químicos complejos que requieren una química difícil realizada por químicos expertos", explicó Benner. "Su hermosa artesanía aparece en revistas de marca como Nature y Science". Sin embargo, precisamente debido a la complejidad de esta química, no es posible explicar cómo se originó realmente la vida en la Tierra.
Por el contrario, el estudio de la Fundación adopta un enfoque más simple. Dirigido por Elisa Biondi, el estudio muestra que las moléculas largas de ARN, de 100 a 200 nucleótidos de longitud, se forman cuando los nucleósidos trifosfato no hacen más que filtrarse a través del vidrio basáltico.
"En aquella época el vidrio basáltico estaba por todas partes en la Tierra", señala Stephen Mojzsis, un científico de la Tierra que también participó en el estudio. "Durante varios cientos de millones de años después de que se formó la Luna, los impactos frecuentes junto con el abundante vulcanismo en el joven planeta formaron lava basáltica fundida, la fuente del vidrio de basalto. Los impactos también evaporaron agua para dar tierra seca, proporcionando acuíferos donde podría haberse formado ARN. "
Los mismos impactos también arrojaron níquel, que el equipo demostró que produce trifosfatos de nucleósidos a partir de nucleósidos y fosfato activado, que también se encuentran en el vidrio de lava. El borato (como el bórax), también procedente del basalto, controla la formación de esos trifosfatos.
Los mismos impactadores que formaron el vidrio también redujeron transitoriamente la atmósfera con sus núcleos metálicos de hierro y níquel. En tales atmósferas se forman las bases de ARN, cuyas secuencias almacenan información genética. El equipo había demostrado previamente que los nucleósidos se forman mediante una simple reacción entre ribosa fosfato y bases de ARN.
"La belleza de este modelo es su simplicidad. Puede ser probado por estudiantes de secundaria en clase de química", dijo Jan Špaček, que no participó en este estudio pero que desarrolla un instrumento para detectar polímeros genéticos alienígenas en Marte. "Mezclar los ingredientes, esperar unos días y detectar el ARN".
Las mismas rocas resuelven las otras paradojas al producir ARN en un camino que va desde moléculas orgánicas simples hasta el primer ARN. "Por ejemplo, el borato gestiona la formación de ribosa, la 'R' del ARN", añadió Benner. Este camino parte de carbohidratos simples que "no podrían haberse formado" en la atmósfera sobre la Tierra primitiva. Estos fueron estabilizados por dióxido de azufre volcánico y luego llovieron hacia la superficie para crear depósitos de minerales orgánicos.
Así, este trabajo completa un camino que crea ARN a partir de pequeñas moléculas orgánicas que casi con certeza estuvieron presentes en la Tierra primitiva. Un único modelo geológico parte de una y dos moléculas de carbono para dar moléculas de ARN lo suficientemente largas como para sustentar la evolución darwiniana.
"Aún quedan cuestiones importantes", advierte Benner. "Todavía no sabemos cómo todos los componentes básicos del ARN llegaron a tener la misma forma general, una relación conocida como homoquiralidad". Asimismo, los enlaces entre los nucleótidos pueden ser variables en el material sintetizado sobre vidrio basáltico. Se desconoce la importancia de esto.
Marte es relevante para este anuncio porque los mismos minerales, vidrios e impactos también estuvieron presentes en el Marte de esa antigüedad. Sin embargo, Marte no ha sufrido la deriva continental ni la tectónica de placas que enterraron la mayoría de las rocas de la Tierra con más de 4 mil millones de años. Por tanto, en la superficie de Marte quedan rocas de la época en cuestión. Misiones recientes a Marte han encontrado todas las rocas necesarias, incluido el borato.
"Si la vida surgió en la Tierra a través de este sencillo camino, entonces probablemente también surgió en Marte", dijo Benner. "Esto hace que sea aún más importante buscar vida en Marte lo antes posible".
Referencia: Trabajo de investigación
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