PROCESOS METABÓLICOS ANTERIORES AL SURGIMIENTO DE VIDA EN LA TIERRA

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La vida se inició en la Tierra hace casi 4.000 millones de años, en las aguas oceánicas ricas en hierro que dominaban la superficie del planeta. Una pregunta pendiente de respuesta es cuándo y cómo entró en escena el metabolismo celular, la red de reacciones químicas necesarias para producir ácidos nucleicos, aminoácidos y lípidos, los "ladrillos" principales de la vida.

Se cree que la vida surgió en el mar, en torno a fumarolas hidrotermales. La química oceánica de hace unos 4.000 millones de años pudo permitir que se produjesen reacciones químicas metabólicas, antes incluso de la aparición del primer ser viviente. (Imagen: Recreación artística por Jorge Munnshe en NCYT de Amazings)

Algunas de las reacciones químicas fundamentales en el metabolismo de los organismos modernos probablemente se producían de manera espontánea en las aguas marinas de la Tierra antes de la aparición de la primera forma de vida. Ésta es la sorprendente conclusión a la que se ha llegado en un nuevo estudio y que contradice la cadena de acontecimientos geobioquímicos propuesta en otras hipótesis.

Markus Ralser, Alexandra V. Turchyn y Markus A Keller, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, reconstruyeron en el laboratorio la composición del océano más antiguo de la Tierra (que aún carecía de vida), basándose para dicha reconstrucción en la composición de varios sedimentos primitivos descritos en la literatura científica. Y los resultados de su trabajo indican que, de manera espontánea, acaecían secuencias de reacciones que en organismos modernos permiten la formación de moléculas esenciales para la síntesis de aminoácidos, ácidos nucleicos y lípidos, entre otras sustancias complejas, de importancia vital para el metabolismo celular común de todos los organismos vivos. En esta versión reconstruida del océano primitivo, estas reacciones metabólicas eran particularmente sensibles a la presencia de hierro ferroso, que ayudó a catalizar muchas de las reacciones químicas observadas. Estas últimas ocurrieron en ausencia de enzimas pero fueron posibles gracias a las sustancias químicas que existían en aquel mar arcaico.

La detección de ribosa 5-fosfato resulta particularmente llamativa, teniendo en cuenta el potencial de precursores de ARN como éste para dar lugar a moléculas de ARN capaces de codificar información, catalizar reacciones químicas y replicarse.
Se suponía anteriormente que las secuencias complejas de reacciones metabólicas, conocidas como vías metabólicas y que se dan en las células modernas, sólo eran posibles debido a la presencia de enzimas. Las enzimas son máquinas moleculares altamente complejas que se piensa aparecieron durante la evolución de los organismos. Sin embargo, la reconstrucción del equipo revela que reacciones muy parecidas a las metabólicas pudieron darse de forma natural en el océano primigenio, antes de que evolucionaran los primeros organismos.

Cuando hace casi 4.000 millones de años, la vida en la Tierra empezó en el mar, éste era un mundo libre de oxígeno, previo a la fotosíntesis. A la luz del nuevo estudio, todo apunta a que en las aguas oceánicas de aquellos tiempos, el hierro, otros metales y el fosfato, propiciaron un conjunto de reacciones, parecidas a las principales del metabolismo celular, en ausencia de enzimas.

Los resultados de la investigación sugieren en definitiva que el metabolismo, entendido como un conjunto de reacciones químicas cruciales para la vida, precedió al surgimiento de la vida, y que se desarrolló a través de las condiciones químicas que predominaban en el arcaico océano de aquella época.