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31-Mar-2008

La exobiología: del origen de la vida a la vida en el Universo (II)

Las diferentes fuentes de moléculas orgánicas, un origen terrestre.

Artículo original de André Brack, exobiólogo.

Autor de la traducción: Xavier Civit


INDICE DE NOTICIAS

Las formas más simples de carbono capaces de producir moléculas orgánicas son gaseosas: dióxido de carbono CO2 y monóxido de carbono CO para las formas oxidadas y el metano CH4 para la forma reducida.

¿Cuáles eran los procedimientos posibles, hace 4 mil millones de años? El trabajo de reconstitución de las moléculas prebióticas consiste pues en buscar medios donde los derivados gaseosos del carbono como el monóxido de carbono, el dióxido de carbono, el metano puedan reaccionar con otras moléculas simples como el hidrógeno, el amoníaco, el agua para formar formaldehído y ácido cianhídrico (un violento veneno), moléculas susceptibles de conducir a una multitud de moléculas orgánicas prebióticas como los aminoácidos, por ejemplo.

Un origen terrestre

Cuando se piensa en moléculas gaseosas, pensamos naturalmente en la atmósfera terrestre.


Erupción del Etna en agosto del 2001

La idea de compuestos químicos fabricados en la atmósfera terrestre fue emitida primero por el bioquímico ruso Alexandre Oparin en 1924, luego por el Inglés Juan Haldane en 1929, independientemente de Oparin. Oparin pensaba que la atmósfera primitiva había sido dominada por el metano CH4, una forma reducida del carbono mientras que para Haldane, las moléculas orgánicas se hubieron formado a partir de dióxido de carbono CO2, una forma oxidada por carbono. La hipótesis de Oparin tuvo confirmación en 1953 con el notable experimento del químico americano Stanley Miller.


Esquema del experimento de Miller

Este último obtuvo cuatro aminoácidos (los ladrillos de las proteínas) sometiendo una mezcla gaseosa de metano, hidrógeno, amoníaco y agua a descargas eléctricas. También identificó el ácido cianhídrico y el formaldehído que permiten acceder a la inmensa mayoría de los ladrillos de la vida en condiciones simples. Stanley Miller fue el primero en realizar la síntesis de aminoácidos a partir de una mezcla de gas y de descargas eléctricas con la voluntad deliberada de imitar el origen de la vida. Es interesante anotar que Walther Löb (1872-1916) describió desde 1913 la síntesis de un aminoácido simple, la glicina, sometiendo una mezcla de dióxido de carbono, de amoníaco y de vapor de agua a descargas eléctricas en un artículo publicado en la revista alemana Berichte. Löb no se preocupaba del origen de la vida pero procuraba comprender la asimilación del nitrógeno atmosférico por las plantas. Este artículo pasó casi inadvertido y permanece hoy todavía ampliamente desconocido. Desde el experimento de Miller, 17 de los 20 aminoácidos utilizados actualmente por las proteínas han sido aislados así como ciertos elementos constitutivos de los ácidos nucleicos. Sin embargo, los geoquímicos dan preferencia hoy a una atmósfera terrestre primitiva rica en dióxido de carbono a semejanza de las de Venus y Marte. En tales mezclas gaseosas, la fabricación de los aminoácidos es muy débil. Otros procedimientos debieron contribuir a la producción de piezas de los autómatas químicos, procedimientos oceánicos y espaciales.


Las dorsales oceánicas

Las fuentes hidrotermales submarinas presentan un medio ambiente favorable para las síntesis prebióticas. Cuando dos placas tectónicas se apartan, el magma sube y se solidifica para formar las dorsales oceánicas, verdaderas cadenas montañosas bajo el mar. En el curso de su ascensión y en el curso de su enfriamiento, el magma se contrae y se agrieta.

El agua de mar se infiltra varios centenares de metros de profundidad y se recalienta al contacto con el basalto caliente hasta alcanzar temperaturas de 350°C. El agua se carga de gas, hidrógeno, nitrógeno, óxido de carbono, dióxido de carbono, metano, anhídrido sulfuroso, hidrógeno sulfurado, posteriormente se escapa del fondo del océano en forma de auténticos géiseres. Las fuentes hidrotermales submarinas constituyen un medio excepcional que ha evolucionado poco desde hace cuatro mil millones de años. Los elementos indispensables para la fabricación de las piezas de los autómatas químicos están allí presentes: hidrógeno, nitrógeno, monóxido y dióxido de carbono, hidrógeno sulfurado, metano y, por supuesto agua. El magma proporciona continuamente la energía necesaria en forma de calor. El medio está protegido de los efectos destructores de la radiación ultravioleta por la capa de agua oceánica que también amortigua el bombardeo meteorítico.


Por ejemplo, los gases que se escapan del sistema hidrotermal de Rainbow sobre la dorsal oceánica a la altura de las Azores contienen un 45% de hidrógeno y un 43% de monóxido de carbono, una situación propicia a la formación de hidrocarburos por la reacción de Fischer-Tropsch. Efectivamente, hidrocarburos que comprenden entre 16 y 29 átomos de carbono han sido detectados en estos fluidos (Holm y Charlou, 2001).

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Fuente: Astroseti


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