Investigan cómo la atmósfera de la Tierra produjo moléculas clave para el origen de la vida

La búsqueda del origen de la vida suele avanzar con pasos breves y retrocesos inesperados. Desde hace décadas, científicos de múltiples disciplinas intentan reconstruir las condiciones que permitieron que la materia inerte se transformara en química activa y, luego, en los primeros organismos.

En dos estudios recientes publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, investigadores de la Universidad de Colorado y de la NASA mostraron que el cielo de la Tierra joven pudo producir moléculas basadas en azufre que formaron parte del origen de la vida.

El hallazgo propone una visión distinta de los primeros instantes biológicos del planeta. Según los autores, la química atmosférica generó aminoácidos y otros compuestos esenciales que luego cayeron al océano o al suelo mediante la lluvia, lo que alimentó de forma temprana a un ecosistema incipiente.

La atmósfera primitiva como fábrica química

El primer estudio describe cómo el hallazgo sacude un supuesto básico: que las moléculas de azufre no existieron antes de la vida. Pero los nuevos experimentos muestran que el propio planeta pudo producirlas. Para probarlo, los investigadores recrearon la atmósfera de la Tierra hace miles de millones de años mediante una combinación de luz y gases simples. La mezcla contenía metano, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y nitrógeno, junto con condiciones que imitaron el aporte energético que hubiera ofrecido el Sol en ese período.

El uso de azufre no fue sencillo. Ellie Browne, autora principal del trabajo, explicó que este elemento se adhiere con facilidad a los equipos y que sus concentraciones atmosféricas suelen ser muy bajas. Por eso se necesitó un instrumento de espectrometría de masas con una sensibilidad excepcional. El aparato permitió identificar compuestos químicos que, hasta ahora, parecían imposibles de obtener fuera de un entorno biológico.

El resultado sorprendió incluso al propio equipo. La simulación produjo aminoácidos como cisteína y taurina, además de la coenzima M, una pieza fundamental en procesos metabólicos de microorganismos actuales. Esa diversidad de biomoléculas surgió de un experimento diseñado para reproducir un cielo cargado de gases simples, sin organismos y sin estímulos que exigieran una química compleja. El hallazgo sugiere que la atmósfera antigua tenía una capacidad productiva mucho mayor de lo que se creía.

El equipo no se limitó a observar las moléculas presentes en un tubo de laboratorio. Adaptó los datos para estimar cuánta cisteína podría producir toda la atmósfera del planeta. El cálculo arrojó un número descomunal: suficiente para nutrir alrededor de un octillón de células. Aunque ese valor es menor en comparación con el total de células actuales de la Tierra, representó una cantidad abundante para un escenario sin vida. Según Nate Reed, primer autor del estudio, “podría ser suficiente para un ecosistema global en ciernes, donde la vida apenas está comenzando”.

El segundo estudio de la serie amplía la interpretación. Reed sostuvo: “Nuestro trabajo podría ayudarnos a comprender la evolución de la vida en sus primeras etapas”. La afirmación tiene peso porque las simulaciones atmosféricas de décadas anteriores no lograron detectar cantidades significativas de estas biomoléculas. Incluso cuando aparecieron, se formaron en condiciones demasiado especiales, difíciles de encontrar de forma extendida en el planeta primitivo.

El nuevo experimento contradice esa limitación. Los compuestos surgieron sin requisitos extraordinarios. Para Browne, la explicación es clara: “Solíamos pensar que la vida tuvo que empezar completamente desde cero, pero nuestros resultados sugieren que algunas de estas moléculas más complejas ya estaban ampliamente distribuidas en condiciones no especializadas, lo que podría haber facilitado el desarrollo de la vida”.

Implicaciones para la búsqueda de vida más allá de la Tierra

El descubrimiento cambia la forma en que se interpretan señales químicas en otros mundos. Cuando el telescopio espacial James Webb detectó sulfuro de dimetilo en el exoplaneta K2-18b, muchos lo consideraron un indicio fuerte de vida.

En la Tierra esa molécula se asocia con la actividad de algas. Sin embargo, en trabajos previos, Browne y Reed lograron generar sulfuro de dimetilo mediante una combinación simple de luz y gases atmosféricos. Esa experiencia demostró que un planeta sin vida puede producirlo bajo condiciones adecuadas.

La nueva evidencia refuerza esa conclusión. Si la atmósfera primitiva de la Tierra logró fabricar aminoácidos y compuestos esenciales sin la ayuda de organismos, entonces otros planetas también podrían hacerlo.