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por
Manuel Ansede
30 Diciembre 2024
del Sitio Web
ElPais
Las "protocélulas" microscópicas
observadas en
el experimento del equipo
de Juan Manuel
García Ruiz.
Christian
Jenewein y Alicia Rivera
Los investigadores, de
un laboratorio español,
observan por primera vez la
aparición
de compartimentos junto a
los ingredientes básicos de los
organismos...
El geólogo
Juan Manuel García Ruiz cuenta
todavía asombrado que él y sus colegas han creado "un protomundo" en
su laboratorio, a apenas 1.500 metros de la playa de La Concha, en
San Sebastián.
Suena trascendental, y lo es, pero se trata de un
pequeño recipiente transparente, de tres litros, en el que
básicamente han metido un vaso de agua, metano, nitrógeno y
amoniaco, añadiendo descargas eléctricas para imitar el salvaje
ambiente de la Tierra primitiva.
Es una versión más del célebre experimento de
Stanley Miller, un químico estadounidense de 22 años que en
1952
demostró que era sencillo crear los ladrillos básicos de los
seres vivos en ese caldo primigenio.
García Ruiz, sin embargo, se ha topado con una
sorpresa mayúscula.
En su frasco también
han surgido "protocélulas", unas estructuras que considera la
antesala de la vida.
"Es alucinante", proclama.
El investigador, nacido en Sevilla hace 71 años,
relata que su experimento apenas duró dos semanas.
Enseguida se formó una capa superficial, como la
nata en la leche, y el agua clara se volvió de color marrón
amarillento. Las imágenes al microscopio son desconcertantes.
Aparecen multitud de diminutas estructuras
curvilíneas, que cualquier observador atribuiría a seres vivos, pero
no lo son.
Son simplemente moléculas autoorganizadas.
"Siempre nos hemos aproximado al origen de la
vida siguiendo el texto bíblico, como si hubiera un
soplo
divino, un momento en el que ya es irreversible.
Lo que nuestro estudio sugiere es que no ha
debido de ser así, sino que esto es,
una evolución química de
millones de años, absolutamente azarosa, como
la evolución biológica posterior, y que va aumentando la
complejidad con el tiempo.
Puede llegar a estructuras autoorganizadas y,
en algunos casos, a estructuras autoensambladas, como la vida",
expone García Ruiz.
"Este tipo de protomundos deben de
existir en
miles de millones de planetas en el universo. Y esos protomundos
pueden llegar a algo tan complejo como la vida o a nada.
No hay un diseño inteligente, no hay un
soplo
divino, pero tampoco hay ninguna reacción fundamental...", subraya
el geólogo, del
Donostia International Physics Center.
El veinteañero Stanley Miller escribió sus
resultados en
una decena de párrafos en febrero de 1953 y cambió la forma en
la que la humanidad se veía a sí misma.
Mostró que bastaban tres gases, agua y descargas
eléctricas para crear en el laboratorio aminoácidos, los componentes
de las proteínas, que son las máquinas biológicas que forman la
materia viva.
El equipo de Juan Manuel García Ruiz ya
repitió el experimento de Miller en 2021, pero cambió el
recipiente original de vidrio por uno de teflón.
Su conclusión fue una noticia
que dio la vuelta al mundo:
allí no surgió ningún ladrillo de la vida...
La sílice - un mineral formado por silicio y
oxígeno - presente en el vidrio era esencial.
El año pasado, un consorcio encabezado por García
Ruiz recibió
10 millones de euros de la Unión Europea para estudiar
el papel de la
sílice en el origen de la vida.
El nuevo experimento ha generado aminoácidos y
también las cinco nucleobases que son el ingrediente fundamental del
ADN, pero la gran novedad es la aparición simultánea de esas "protocélulas".
El geólogo explica que son una especie de
vesículas huecas, que compartimentan el espacio encerrando los
ladrillos de la vida y facilitando que reaccionen entre ellos, un
paso clave en aquel inmenso océano primitivo.
"Estas protocélulas también debieron aparecer
en el experimento de Miller y en los posteriores, pero nadie las
había buscado hasta ahora", sostiene García Ruiz, que ha
liderado la investigación junto a su colega alemán
Christian Jenewein.
Los científicos Juan
Manuel García Ruiz (izquierda)
y Christian Jenewein,
en su laboratorio del
Donostia
International Physics Center,
en San Sebastián.
DIPC
Sus resultados implican que,
la vida terrícola
podría haber surgido cientos de millones de años antes de lo que se
pensaba,
durante el Hádico, el periodo geológico que comenzó hace
4.600 millones de años, con la formación del planeta Tierra, y
finalizó hace unos 4.000 millones de años.
García Ruiz destaca que sus "protocélulas" están
formadas, con ayuda del burbujeo, por unidades repetidas de ácido
cianhídrico, una sencilla molécula con un átomo de hidrógeno, otro
de carbono y otro de nitrógeno.
"Hay varios estudios que sugieren que a
partir de esos polímeros de ácido cianhídrico se puede crear
todo, todo lo que necesitas para llegar a los ladrillos básicos
de la vida", apunta el geólogo.
Su estudio (Concomitant
formation of Protocells and Prebiotic compounds under a plausible
early Earth atmosphere) se publica este lunes en la
revista
PNAS, de la Academia Nacional de Ciencias
de Estados Unidos.
El biólogo mexicano
Antonio Lazcano recuerda que, hace justo 100 años, el
científico soviético Aleksandr Oparin publicó su
revolucionario libro
El Origen de la Vida, en el que defendía la hipótesis de
que,
los primeros organismos fueron el resultado de la evolución
química de moléculas en el caldo primigenio de la Tierra primitiva.
En plena Guerra Fría, el joven estadounidense
Stanley Miller
se subió a los hombros del soviético.
"El mérito del trabajo de García Ruiz es el
haber seguido la evolución de moléculas sencillas hasta la
formación de complejas estructuras microscópicas en un mismo
sistema", aplaude Lazcano, fundador del Laboratorio de Origen
de la Vida de la Universidad Nacional Autónoma de México.
El investigador mexicano, sin embargo, es
cauteloso.
"Yo no las llamaría protocélulas, porque eso
sugiere una continuidad evolutiva que está lejos de demostrarse,
y que no corresponde con su composición química", señala.
"Hacen bien en escribir que pueden haber sido
microrreactores que permitieran otras reacciones, pero aún
estamos lejos de la construcción de una secuencia detallada y
realista de la evolución que llevó de los componentes
inorgánicos y las moléculas de la Tierra prebiótica a los
primeros organismos, entre otras razones porque aún no nos
ponemos de acuerdo en cuál podría ser una buena definición de
'las primeras formas de vida'," advierte Lazcano.
El geólogo Juan
Manuel García Ruiz
y el guía masái Lucas
Sossoika,
en una expedición al
lago Magadi, en Kenia.
Javier Trueba
El propio García Ruiz recalca esa incertidumbre.
"Yo diría que la conclusión de nuestro
trabajo es que, hoy en día, la diferencia entre lo vivo y lo no
vivo es menos nítida que nunca, tanto morfológicamente como
químicamente", apunta el geólogo, que también es investigador
emérito del
Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC), en
Granada, donde su equipo realizó parte de los experimentos.
García Ruiz alerta de que las misiones espaciales
traerán en los próximos años rocas de Marte y podrían detectarse en
ellas aminoácidos, las nucleobases del ADN e incluso estas "protocélulas",
pero eso no significará que se hayan descubierto rastros de vida
extraterrestre.
El filósofo de la biología
Kepa Ruiz Mirazo, experto en el origen de la vida y los
modelos protocelulares, también aplaude el "excelente trabajo" de
García Ruiz.
"La relevancia y el interés específico de
esta investigación, más allá de situar los primeros pasos hacia
la vida en épocas muy remotas, radica en que la síntesis de
moléculas orgánicas a la Miller va aquí acompañada de la
formación de compartimentos con un tamaño, morfología y
topología similares a los de una célula", resalta Ruiz Mirazo,
de la Universidad del País Vasco.
"Queda por resolver - y espero que este grupo
aborde ahora el reto de demostrarlo - si ese tipo de estructuras
supramoleculares cerradas y huecas pudieron acoplarse a alguna
química prebiótica con la que coevolucionar hacia formas de
organización
realmente protocelular, estableciendo mecanismos de
intercambio de materia y energía con su entorno", advierte Ruiz
Mirazo.
"Desde mi perspectiva, la encapsulación de
precursores biomoleculares, aunque sí es necesaria (como
defienden los autores del artículo), no es por sí misma
condición suficiente para que un compartimento sea concebido
como protocélula.
No obstante, así avanza la ciencia, en todos
sus campos: cuanto más significativo sea un logro, más
cuestiones abiertas plantea a su alrededor.
Seguir investigando por esta senda, sin duda,
ampliará horizontes en la búsqueda de nuestros orígenes más
profundos y lejanos, como entidades biológicas que somos", opina
este investigador.
El geólogo Juan Manuel García Ruiz prepara una
expedición en 2026 a Kenia,
al Valle del Rift, un paraje que considera relativamente similar
al de la Tierra primitiva, con lagos alcalinos y sílice en
abundancia.
Mientras tanto, su grupo continuará repitiendo el
experimento de Miller en nuevas versiones, por ejemplo,
cambiando la temperatura y añadiendo ingredientes, como el azufre,
el fósforo y el monóxido de carbono.
"Vamos a extender el tiempo y vamos a empezar
a cocinar, a ver qué pasa", anuncia.
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