El mundo de zinc: una nueva hipótesis del origen de la vida.

El experimento clásico de Miller-Urey, llevado a cabo por Stanley Miller y Harold Urey en 1953, marcó un hito en los estudios sobre el origen de la vida. Estableció que la atmósfera de la Tierra primitiva, tal y como ellos la imaginaron, era capaz de producir aminoácidos, las bases sobre las que se construye la vida, a partir de sustancias inorgánicas. Ahora, más de 55 años después, dos científicos proponen una hipótesis que podría añadir una nueva dimensión al debate de cómo se desarrolló la vida. Armen Mulkidjanian de la Universidad de Osnabrück (Alemania) y Michael Galparin de los Institutos Nacionales de la Salud de los Estados Unidos presentan su hipótesis y sus pruebas en dos artículos de acceso libre en Biology Direct.

Los científicos sugieren que la vida en la Tierra se originó en estructuras porosas fotosintéticamente activas, similares a las fuentes hidrotermales del fondo marino, hechas de sulfuro de zinc. Argumentan que bajo la alta presión de una atmósfera dominada por el dióxido de carbono, las estructuras de sulfuro de zinc podrían formarse en la superficie de los continentes primitivos, donde tenían acceso a la luz del Sol. Al contrario que muchas teorías que sugieren que la radiación ultravioleta (UV) fue una amenaza para la vida incipiente, Mulkidjanian y Galperin piensan que lo que hizo fue contribuir a su aparición. La hipótesis propuesta intenta dar respuesta al problema de la energía en el origen de la vida.

Los científicos hace ya tiempo que empezaron a cuestionarse las condiciones de la atmósfera usadas por Miller y Urey en su famoso experimento. En éste se replicaba la atmósfera de la Tierra primitiva con una mezcla de metano, hidrógeno, amoniaco y vapor de agua. Esta mezcla llevaba, junto con algunas chispas que simulaban relámpagos, a la formación de aminoácidos. Miller y Urey estaban asumiendo que la Tierra primitiva tenía una atmósfera reductora, esto es, mucho hidrógeno y poco oxígeno.

Hoy día, muchos científicos han abandonado la noción de una atmósfera primitiva reductora. En vez de eso, creen que la Tierra tenía una atmósfera neutra, compuesta principalmente por dióxido de carbono, con cantidades menores de nitrógeno e hidrógeno, muy parecida a la que tienen actualmente Marte y Venus. Las repeticiones del experimento de Miller y Urey en estas nuevas condiciones, alguna llevada a cabo por el propio Miller, dan como resultado que esta mezcla no produce aminoácidos.

La hipótesis del “mundo de zinc” de Mulkidjanian presenta una versión diferente de la atmósfera prebiótica de la Tierra, una en la que el sulfuro de zinc juega un papel principal en el desarrollo de la vida. En la naturaleza, hoy día, las partículas de sulfuro de zinc sólo precipitan en las fuentes hidrotermales del fondo marino. Su capacidad única de almacenar la energía de la luz ha hecho que este compuesto tenga un uso extendido en muchos dispositivos: desde varios tipos de pantallas de televisión a objetos que brillan en la oscuridad (agujas de relojes, juguetes, etc.). Es esta capacidad de almacenar la energía proveniente de la radiación UV lo que le daría al sulfuro de zinc la capacidad de reducir de forma eficiente el dióxido de carbono, de la misma forma que hacen las plantas.

Para comprobar esta hipótesis los autores analizaron el contenido metálico de las células modernas y encontraron unos “sorprendentemente altos niveles de zinc”, particularmente en los complejos de proteínas con moléculas de ADN y ARN. De hecho, encontraron que existía una correlación entre la antigüedad evolutiva atribuida a la proteína y su contenido de zinc, llamativamente alto en aquellas relacionadas con el ARN. esto enlaza con

Los científicos dicen que este resultado es prueba de que las primeras formas de vida evolucionaron en un ambiente rico en zinc. Pero, tal y como indican los autores, la aceptación de una nueva hipótesis para el origen de la vida requerirá mucho más trabajo, especialmente a la hora de describir en detalle la naturaleza de la vida y las reacciones químicas en estas comunidades ricas en zinc.

El cambio conceptual que se pide a la comunidad científica es de un calado tal que harán falta pruebas experimentales a la altura del desafío para que la hipótesis se acepte.

[En la imagen fuente hidrotermal humeando a través de chimeneas de sulfuro, en amarillo]

Referencias:

[1]

Mulkidjanian, A. (2009). On the origin of life in the Zinc world: 1. Photosynthesizing, porous edifices built of hydrothermally precipitated zinc sulfide as cradles of life on Earth Biology Direct, 4 (1) DOI: 10.1186/1745-6150-4-26

[2]

Mulkidjanian, A., & Galperin, M. (2009). On the origin of life in the Zinc world. 2. Validation of the hypothesis on the photosynthesizing zinc sulfide edifices as cradles of life on Earth Biology Direct, 4 (1) DOI: 10.1186/1745-6150-4-27