Chispazos en gotas de agua pudieron activar la vida en la Tierra

Puede que la vida no haya comenzado con un dramático rayo en el océano, sino a partir de muchos intercambios más pequeños de "micro-rayos" entre las gotas de agua de cascadas o de las olas rompientes.

Un nuevo estudio, publicado en la revista 'Science Advances', aporta evidencia y una nueva perspectiva a la controvertida hipótesis de Miller-Urey, que sostiene que la vida en el planeta surgió a partir de la caída de un rayo. Esta teoría se basa en un experimento de 1952 que demostró que los compuestos orgánicos podían formarse mediante la aplicación de electricidad a una mezcla de agua y gases inorgánicos. En el estudio actual, los investigadores descubrieron que el rocío de agua, que produce pequeñas cargas eléctricas, podría realizar ese trabajo por sí solo, sin necesidad de electricidad adicional.

Tal y como pone de relieve el nuevo trabajo, liderado por la Universodad de Stanford, el agua rociada en una mezcla de gases que se cree estaban presentes en la atmósfera primitiva de la Tierra puede conducir a la formación de moléculas orgánicas con enlaces de carbono-nitrógeno, incluido el uracilo, uno de los componentes del ADN y el ARN.

"Las descargas microeléctricas entre microgotas de agua con carga opuesta producen todas las moléculas orgánicas observadas previamente en el experimento de Miller-Urey, y proponemos que este es un nuevo mecanismo para la síntesis prebiótica de moléculas que constituyen los componentes básicos de la vida", relata el autor principal Richard Zare , profesor de Ciencias Naturales Marguerite Blake Wilbur y profesor de química en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Stanford .

Se cree que, durante un par de miles de millones de años después de su formación, la Tierra tuvo un remolino de sustancias químicas pero casi ninguna molécula orgánica con enlaces carbono-nitrógeno, que son esenciales para las proteínas, enzimas, ácidos nucleicos, clorofila y otros compuestos que forman los seres vivos actuales.

La formación de estos componentes biológicos ha intrigado a los científicos durante mucho tiempo, y el experimento de Miller-Urey ofreció una posible explicación: que los rayos que caen al océano e interactúan con gases de los planetas primitivos, como el metano, el amoníaco y el hidrógeno, podrían crear estas moléculas orgánicas. Quienes critican esta teoría han señalado que los rayos son demasiado infrecuentes y que el océano es demasiado grande y disperso como para que esto sea una causa realista.

Zare, junto con los investigadores postdoctorales Yifan Meng y Yu Xia, y el estudiante de posgrado Jinheng Xu, propone otra posibilidad con esta investigación. El equipo primero investigó cómo las gotas de agua desarrollaban diferentes cargas al ser divididas por una pulverización o salpicadura. Descubrieron que las gotas más grandes solían tener cargas positivas, mientras que las más pequeñas eran negativas. Cuando las gotas con carga opuesta se acercaban, saltaban chispas entre ellas. Zare llama a esto "microrrelámpago", ya que el proceso está relacionado con la forma en que la energía se acumula y se descarga como un rayo en las nubes. Los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad para documentar los destellos de luz, que son difíciles de detectar para el ojo humano.

Aunque los diminutos destellos de los microrrelámpagos sean difíciles de ver, aún contienen mucha energía. Los investigadores demostraron esta energía rociando agua a temperatura ambiente con una mezcla de gases que contenía nitrógeno, metano, dióxido de carbono y amoníaco, gases que se cree que estaban presentes en la Tierra primitiva. Esto dio lugar a la formación de moléculas orgánicas con enlaces carbono-nitrógeno, como el cianuro de hidrógeno, el aminoácido glicina y el uracilo.

CHISPAS PRODUCIDA POR OLAS O CASCADAS

Los investigadores sostienen que estos hallazgos indican que no fueron necesariamente los rayos, sino las diminutas chispas producidas por las olas o las cascadas al romperse, las que dieron inicio a la vida en este planeta.

"En la Tierra primitiva, había chorros de agua por todas partes, en grietas o contra las rocas, y estos pueden acumularse y provocar esta reacción química", finaliza Zare. "Creo que esto soluciona muchos de los problemas que se plantean con la hipótesis de Miller-Urey".