“Mundo de Agua” Para el Origen de la Vida

       

             

Algo parecido al escenario de arriba debió ser el aspecto de nuestro planeta cuando la vida echó raíces hace más de tres mil ochocientos millones, esa es la edad que nos han dado los fósiles hallados en las rocas más antiguas de la Tierra.

La naciente Tierra, un lugar más húmedo y más duro que ahora, bañada por rayos ultravioleta. Lo que comenzó como simples células finalmente se transformó en mohos del fango, ranas, elefantes, seres humanos y el resto de los reinos vivos de nuestro planeta. ¿Cómo empezó todo?

Atmósfera Primitiva:

La atmósfera primitiva es la anterior al Precámbrico, cuando no había vida .Era reductora , es decir carecía de oxigeno libre, y solo contaba con amoniaco, metano e hidrógeno.Los rayos UV pasaban , pues no existía el ozono. El planeta se enfrió la lluvia cayó durante mucho tiempo e inundó grandes inmensas regiones formando los océanos y los mares. Los elementos presentes en el planeta se mezclaron y la química de dichos materiales fue bombardeada por los rayos del Sol y bañada por las aguas, y, de toda aquella mezcla, pudieron surgir células vivas replicantes que, con el paso de miles de millones de años, evolucionaron y pudieron aparecer especies de muy diversas características en los océanos, en el cielo y en la tierra.

                                             

Un nuevo estudio de investigadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro y el Instituto de Astro-biología de la NASA describe cómo la energía eléctrica producida de forma natural en el fondo del mar pudo haber dado origen a la vida en la Tierra hace 4.000 millones de años. Aunque los científicos ya habían propuesto esta hipótesis -llamada “aparición de vida hidro-termal alcalina submarina”- el nuevo estudio reúne décadas de trabajo de campo, de laboratorio e investigación teórica en un gran imagen unificada.

Según los resultados, sustentados en la teoría del “mundo de agua”, la vida pudo haber comenzado en el interior de fondos marinos cálidos, en un tiempo remoto cuando los océanos se extendían por todo el planeta. Esta idea de las fuentes hidro-termales como posibles lugares para el origen de la vida fue propuesta por primera vez en 1980 tras estudiarse en el fondo del mar cerca de Cabo San Lucas, México. Llamadas “fumarolas negras” son respiraderos de burbujas con agua hirviendo y fluidos ácidos calientes. Por el contrario, los respiraderos de ventilación en el nuevo estudio -la hipótesis del científico Michael Russell del JPL en 1989- son más suaves y se filtran con líquidos alcalinos. Uno de estos complejos de estos respiraderos alcalinos se encontró casualmente en el Océano Atlántico Norte en 2000, y fue apodado la Ciudad Perdida.

“La vida se aprovecha de los estados de desequilibrio en el planeta, como puede haber sido el caso hace miles de millones de años en los respiraderos hidro-termales alcalinos”, dijo Russell. “La vida es el proceso que resuelve estos desequilibrios”.

La teoría del mundo de agua de Russell y su equipo dice que las cálidas fuentes hidrotermales alcalinas mantienen un estado de desequilibrio con respecto al antiguo entorno ácido de los alrededores en el océano, que podría haber proporcionado la llamada energía libre para impulsar el surgimiento de la vida. De hecho, los respiraderos de ventilación podrían haber creado dos desequilibrios químicos. El primero fue un gradiente de protones, donde los protones -los iones de hidrógeno- se concentraron más en el exterior de las chimeneas de ventilación. El gradiente de protones podría haber sido aprovechado para la energía -algo que nuestros propios cuerpos hacen todo el tiempo en las estructuras celulares llamadas mitocondrias.

El segundo desequilibrio podría haber implicado un gradiente eléctrico entre los fluidos hidrotermales y el océano. Hace miles de millones de años, cuando la Tierra era joven, sus océanos eran ricos en dióxido de carbono. Cuando el dióxido de carbono del océano y de los combustibles de la ventilación -hidrógeno y metano- surgió a través de la pared de los respiradedor, los electrones pudieron haber sido transferidos. Estas reacciones podrían haber producido los compuestos de carbono -u otros orgánicos más complejos- que contienen ingredientes esenciales de la vida tal como la conocemos. Al igual que los gradientes de protones, los procesos de transferencia de electrones se producen regularmente en las mitocondrias.

La mitocondria es un orgánulo celular que se encuentra en las células eucariotas, y aporta la energía necesaria para llevar a cabo la actividad celular. Es decir, la mitocondria se encarga de descomponer los nutrientes y la sintetizar el trifosfato de adenosina o ATP, por sus siglas en inglés, y que es fundamental para obtener energía celular. La mitocondria se caracteriza por ser de gran tamaño, en comparación con otros orgánulos celulares, y tener una forma globular. Tiene como función principal suministrar los acarreadores de electrones (ATP), producto de la respiración celular, que aportan la energía que la célula necesita.

Asimismo, la mitocondria tiene la capacidad de reproducirse por sí misma, esto se debe a que posee ADN propio, el cual le permite formar más mitocondrias según la célula precise de tener mayor cantidad de ATP. Por tanto, mientras las células sean más activas, más mitocondrias necesitará.

La mitocondria obtiene el ATP cuando realiza la respiración celular, en este proceso toma ciertas moléculas de los alimentos en forma de carbohidratos que, al combinarlas con el oxígeno, producen ATP.

Como pasa con todas las formas de vida avanzadas, las enzimas son la clave para que las reacciones químicas ocurran. En nuestros antiguos océanos, los minerales pueden haber actuado como enzimas, interactuando con los productos químicos alrededor y conducir reacciones. En la teoría del mundo de agua, dos tipos diferentes de “motores” de minerales podrían haber delineado las paredes de las estructuras del respiradero.

Uno de los pequeños motores se cree que ha utilizado un mineral conocido como óxido verde, lo que le permite aprovechar las ventajas del gradiente de protones para producir una molécula que contiene fosfato que almacena energía. El otro motor se cree que ha dependido de un metal raro llamado molibdeno.

“La teoría de Michael Russell se originó hace 25 años y, desde ese momento, las misiones espaciales de JPL han encontrado una fuerte evidencia de océanos de agua líquida y fondos rocosos en Europa y Encelado”, dijo Laurie Barge, investigadora del JPL. “Hemos aprendido mucho sobre la historia del agua en Marte, y pronto podemos encontrar planetas similares a la Tierra alrededor de estrellas lejanas. Al probar esta hipótesis del origen de la vida en el laboratorio de JPL, podemos explicar cómo la vida podría haber surgido en otros lugares de nuestro Sistema Solar o más allá, y también tener una idea de cómo buscarla”.

LA NASA

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