Durante 80 años se ha aceptado que la vida comenzó en una ’sopa primordial’ de moléculas orgánicas antes de evolucionar fuera de los océanos millones de años más tarde. Hoy, la teoría de la ’sopa’ ha sido puesta patas arriba por un artículo pionero publicado en BioEssays que afirma que fue la energía química de la Tierra, procedente de las fumarolas hidrotermales del océano, lo que dio el primer impulso a la vida.
“Los libros de texto dicen que la vida surgió a partir de una sopa orgánica y que las primeras células crecieron fermentando estos compuestos orgánicos para generar energía en forma de ATP. Nosotros proporcionamos una nueva perspectiva sobre por qué esa vieja y familiar visión no funciona en absoluto”, dijo el líder el equipo el Dr. Nick lane del University College de Londres. “Presentamos la alternativa de que la vida surgió a partir de los gases (H2, CO2, N2, y H2S) y que la energía para la primera vida procedía del aprovechamiento de los gradientes geoquímicos creados por la madre Tierra en un tipo especial de fumarola hidrotermal del océano profundo – una que está plagada de diminutos compartimentos, o poros, interconectados”.
La teoría de la sopa se propuso por primera vez en 1929 cuando J.B.S Haldane publicó su influyente ensayo sobre el origen de la vida en el cual defendía que la radiación UV proporcionó la energía para convertir el metano, amoniaco y agua en los primeros compuestos orgánicos en los océanos de la joven Tierra. No obstante, los críticos de la teoría de la sopa señalan que no hay una fuerza directora sostenida para hacer que reaccionen; y sin una fuente de energía, la vida como la conocemos no podría existir.
“A pesar de los fallos bioenergéticos y termodinámicos de la idea de hace 80 años, la sopa primordial sigue como pensamiento central general sobre el origen de la vida”, dice el autor senior William Martin, biólogo evolutivo del Instituto de Botánica III en Düsseldorf. “Pero la sopa no tiene capacidad de producir la energía vital”.
Al rechazar la teoría de la sopa, el equipo se volvió hacia la química de la Tierra para identificar la fuente de energía que podría alimentar a los primeros predecesores primitivos de los organismos vivos: los gradientes geoquímicos a lo largo de una colmena de microscópicas cavernas naturales en fumarolas hidrotermales. Estas células catalíticas generaron lípidos, proteínas y nucleótidos, dando origen a las primeras células auténticas.
El equipo se centró en las ideas desarrolladas por el geoquímico Michael J. Russell, sobre las fumarolas alcalinas de las profundidades marinas, las cuales producen gradientes químicos muy similares a los usados por casi todos los organismos vivos actuales – un gradiente de protones sobre una membrana. Los primeros organismos probablemente aprovecharon esos gradientes a través de un proceso conocido como quimio-ósmosis, en el cual el gradiente de protones se usa para dirigir la síntesis de la moneda universal de energía, el ATP, o equivalentes más simples. Más tarde las células evolucionaron para generar su propio gradiente de protones por medio de la transferencia de electrones de un donante a un receptor. El equipo defiende que el primer donante fue el hidrógeno y el primer receptor el CO2.
“Las células vivas modernas han heredado el mismo tamaño de gradiente de protones, y, crucialmente, la misma orientación – positiva hacia fuera y negativa dentro – que las vesículas inorgánicas a partir de las cuales surgieron” dijo el co-autor John Allen, bioquímico de la Universidad Queen Mary de Londres.
“Las restricciones termodinámicas indican que la quimio-osmosis es estrictamente necesaria para el metabolismo de carbono y energía en todos los organismos que crecen hoy a partir de ingredientes químicos simples [autótrofos], y presumiblemente en las primeras células vivas libres”, dijo Lane. “Aquí consideramos cómo las primeras células pudieron haber aprovechado una fuerza creada geoquímicamente y aprendieron a hacerla suya”.
Ésta fue una transición vital, dado que la quimio-ósmosis es el único mecanismo por el cual los organismos podían escapar de las fumarolas. “La razón de que todos los organismos sean hoy quimio-osmóticos es simplemente que han heredado eso de la época y lugar en la que evolucionaron las primeras células – y no podrían haber evolucionado sin eso”, dijo Martin.
“Lejos de ser demasiado complejo para haber alimentado la vida inicial, es casi imposible ver cómo la vida podría haber iniciado sin quimio-ósmosis”, concluye Lane. “Es hora de sacarse de encima la fermentación en alguna sopa primordial como ‘vida sin oxígeno’ – una idea que data de una época en la que nadie en la biología tenía ninguna comprensión de cómoestá hecho el ATP”.
Mi agradecimiento a Jesús de Entomoblog por proporcionar el enlace.
Fecha Original: 2 de febrero de 2010
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