LA QUÍMICA DE LAS FUMAROLAS HIDROTERMALES DEL FONDO MARINO PUEDE EXPLICAR EL ORIGEN DE LA VIDA

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Las fumarolas del fondo marino pudieron producir espontáneamente las moléculas orgánicas necesarias para la vida, según una nueva investigación. El estudio muestra cómo las superficies de las partículas minerales dentro de las fumarolas hidrotermales tienen propiedades químicas similares a las de las enzimas, las moléculas biológicas que gobiernan las reacciones químicas en los seres vivos. Esto significa que las fumarolas hidrotermales son capaces de crear moléculas simples basadas en el carbono, como el metanol y el ácido fórmico, a partir de dióxido de carbono (CO2) disuelto en el agua.

Una fumarola hidrotermal submarina frente a la costa de Nueva Zelanda. (Foto: New Zealand-American Submarine Ring of Fire 2005 Exploration; NOAA Vents Program)

El descubrimiento, hecho por el equipo de Nora de Leeuw y Nathan Hollingsworth, del University College de Londres en el Reino Unido, explica cómo algunos de los “ladrillos” esenciales de la química orgánica estaban ya siendo formados en la naturaleza antes de que surgiera la vida, y pudieron por tanto ejercer un papel crucial en la aparición de las primeras formas de vida.

El equipo combinó experimentos de laboratorio con simulaciones por supercomputadora para investigar las condiciones bajo las cuales las partículas minerales catalizarían la conversión del CO2 en moléculas orgánicas. Los resultados indican que las superficies y las estructuras cristalinas dentro de estas fumarolas hidrotermales actúan como catalizadores, promoviendo cambios químicos en el material que se deposita en ellas. Se comportan de forma muy parecida a como lo hacen las enzimas en los organismos vivos, rompiendo los enlaces entre los átomos de carbono y oxígeno. Esto los lleva a combinarse con el agua para producir ácido fórmico, ácido acético, metanol y ácido pirúvico. Una vez se forman sustancias orgánicas simples como estas, se abre la puerta a una química orgánica más compleja.

Las teorías sobre el surgimiento de la vida sugieren que una química orgánica cada vez más compleja llevó hasta las moléculas autorreplicantes, y, finalmente, a la aparición de las primeras formas de vida celular. Esta investigación muestra cómo pudo acaecer uno de los primeros pasos en este viaje. Es la prueba de que se pueden sintetizar moléculas orgánicas simples en la naturaleza sin que estén presentes organismos vivos. También confirma que las fumarolas hidrotermales son un escenario plausible para al menos una parte de este proceso.

El estudio podría asimismo tener aplicaciones industriales prácticas, ya que proporciona un método para crear sustancias orgánicas a partir del CO2, sin la necesidad de recurrir a valores extremos de temperatura y presión. Esto podría, a largo plazo, reemplazar al petróleo como materia prima para productos como plásticos, fertilizantes y combustibles. Este estudio muestra, aunque a muy pequeña escala, que tales productos, que se producen actualmente a partir de materias primas no renovables, podrían ser generados a través de vías más respetuosas con el medio ambiente. Si el proceso puede ver aumentada su escala hasta un nivel comercialmente rentable, no solo ahorraría petróleo, sino que usaría como materia prima al CO2, un gas más abundante de lo deseable, bien conocido por su nocivo efecto invernadero.