¿Un posible origen mineral de la vida?

Hoy vamos a hablar de una de la teorías sobre el origen de la vida y nos centraremos en el origen mineral de la vida. Antes de entrar de lleno en ello hay que aclarar una serie de conceptos básicos para ponerse en contexto.

1. La vida surgió en la Tierra hace miles de millones de años, cuando en ésta había solo aire, agua y rocas. Hay evidencia de vida bacteriana en el planeta de hace 3.800 millones de años.
2. Los minerales pudieron haber desarrollado funciones decisivas en las reacciones químicas necesarias, que llevaron a la formación de las primeras moléculas orgánicas autorreplicantes.
3. Estas transformaciones no hubieran sido posible sin la ayuda de minerales, que pudieron hacer de moldes, recipientes, catalizadores, andamios y reactivos químicos.

En bases a estos conceptos hay que destacar que, tras la publicación del Origen de las especies de Charles Darwin en 1859, hubo un sinfín de experimentos científicos para desvelar el origen de la vida, y uno de ellos se le atribuye a Stanley L. Miller, quien intentó imitar los océanos y la atmósfera primitivos de la Tierra.

“En un recipiente de cristal relleno parcialmente de agua encerró metano, amoníaco y otros gases, simulando las condiciones de la atmósfera primitiva. Sometió la mezcla a descargas eléctricas, a modo de tormentas eléctricas, y observó como el agua se tornó de color rosa y marrón a medida que se enriquecía con aminoácidos y otras moléculas esenciales”.

Hace 4.000 m.a. no había vida en la Tierra: la química pudo transformar la superficie de nuestro planeta. Los minerales y las reacciones químicas asociadas a ellos, pudieron dar un paso importante en el origen de la vida. Uno de estos minerales, la montmorillonita, un mineral de arcilla formado por la erosión de las cenizas volcánicas, pudo haber jugado un papel central en la evolución de la vida. Debido a su estructura, tiende a adsorber compuestos orgánicos y esto, contribuye a su capacidad para catalizar una variedad de reacciones orgánicas críticas para un primer escenario del origen de la vida. Experimentalmente, se ha demostrado que las moléculas de ARN se unen de manera eficiente a esta arcilla y que pueden catalizar la formación de moléculas más largas (oligómeros), dando así apoyo a la hipótesis del mundo del ARN. Esta teoría propone que la vida basada en ARN precedió a la vida actual, que se basa en el ADN y las proteínas.

Esta arcilla está formada por un acoplamiento de láminas que se acoplan una encima de la otra. En presencia de agua, los iones metálicos que forman parte de estas láminas se hidratan y dejan una capa intermedia, en la que pueden quedar atrapados moléculas orgánicas, pudiendo reaccionar entre ellas y formar moléculas más complejas. Se ha comprobado experimentalmente que, las arcillas tienen la capacidad de acelerar las reacciones orgánicas a través de la acción de cationes metálicos enlazados (Nikalje et al.2000). Estos complejos de iones metálicos inmovilizados sobre superficies de arcilla pueden hacer posible la realización de reacciones químicas. La capacidad excepcional de estos minerales para atrapar moléculas orgánicas y catalizar sus reacciones sugiere una estrategia para la investigación de los pasos clave en los orígenes de la vida.

Entonces, ¿qué relación existe entre este mineral y el ARN?

La montmorillonita fue reconocida por su papel potencial prebiótico en catalizar la formación del enlace fosfodiéster del ARN (Ferris y Hagan 1986; Ferris et. al 1988). Es decir, promueve la formación de los oligonucleótidos. Todo ello gracias a la presencia de iones metálicos alcalinos y alcalinotérreos (Li, Na, K, Al, Zn, etc.).

Se puede concluir que, esta catálisis fue esencial para la formación de los biopolímeros requeridos para el origen de la vida. Y que éstos, en la Tierra primitiva fueron los minerales y iones metálicos. Experimentalmente, los resultados de catálisis concluyen que pudo haber un suministro suficiente de oligómeros disponibles para iniciar la primera vida y para mantenerla hasta formar un catalizador de ARN para llevar a cabo una síntesis dirigida.

Por último, decir que es una hipótesis por la cual pudo surgir el mundo de ARN, a partir de estas reacciones químicas en la Tierra primitiva, pero hay que destacar el papel fundamental de los minerales y de los iones metálicos durante la catálisis para llevar a cabo la formación de las estructuras orgánicas complejas que eran necesarios para la primera vida en la Tierra.