28/Jul/07

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Nueva hipótesis sobre el tipo de química que permitió la aparición de vida en la Tierra

Antes de que la vida emergiese en la Tierra, un tipo primitivo de "metabolismo" o una maquinaria de duplicación comparable al ARN, tuvo que preparar el escenario. Pero, ¿qué precedió a estos pasos prebióticos?

Ken Dill, profesor de química farmacológica, y Justin Bradford, ambos de la Universidad de California en San Francisco, han desarrollado un modelo que explica cómo procesos químicos y físicos, simples y bien conocidos, pudieran haber puesto los cimientos de la vida.

La idea básica es que las leyes elementales de las interacciones químicas dan margen a un tipo de selección natural a microescala: las enzimas pueden cooperar y competir entre sí de maneras sencillas, llevando a arreglos que pueden volverse estables.

Los científicos comparan este proceso químico de "búsqueda, selección, y memoria", con otro proceso bien estudiado: distintos ritmos de descargas neuronales en el cerebro que causan la aparición de conexiones nuevas entre neuronas, y finalmente llevan al "cableado eléctrico" maduro del cerebro. De manera similar, las hormigas, insectos sociales, exploran primero al azar, luego descubren el alimento, y posteriormente construyen una memoria a corto plazo para toda la colonia utilizando huellas químicas.

También comparan los pasos químicos a los principios de evolución de Darwin: selección al azar de rasgos en organismos diferentes, selección de los rasgos mejor adaptados al entorno, y entonces la transmisión generacional de los rasgos mejor adaptados (y presumiblemente la desaparición de aquellos individuos con rasgos menos adaptados).

Al igual que estos procesos más obvios, las interacciones químicas en el modelo propuesto incluyen competencia, cooperación, innovación y una preferencia por la coherencia.

El modelo se centra en enzimas, que funcionan como catalizadores, compuestos que aceleran grandemente una reacción sin quedar modificados al final del proceso. Los catalizadores son muy comunes en los sistemas vivos, así como en los procesos industriales. Muchos investigadores creen que los primeros catalizadores primitivos en la Tierra no fueron sino las superficies de arcillas u otros minerales.

En su forma más simple, el modelo muestra cómo dos catalizadores en una solución, A y B, cada uno catalizando una reacción diferente, podrían acabar formando lo que los científicos llaman un complejo, AB. El factor decisivo es la concentración relativa de sus "compañeros deseados". El proceso podría transcurrir así: el catalizador A produce un agente químico que usa el catalizador B. Puesto que B normalmente busca este agente químico, a veces B será atraído hacia A si su agente químico "deseado" no está disponible por ningún otro medio en las cercanías. Como resultado, A y B se acercarán, formando un complejo.

La palabra "complejo" es importante porque muestra cómo interacciones químicas simples, con pocos participantes, y siguiendo leyes químicas básicas, pueden llevar a una combinación nueva de moléculas de mayor complejidad. El surgimiento de la complejidad, sea en sistemas neuronales, sistemas sociales, la evolución de la vida, o la organización del universo entero, ha sido durante mucho tiempo un gran enigma, sobre todo al tratar de averiguar cómo emergió la vida.

Este modelo simple muestra una ruta creíble hacia este tipo de complejidad.

Fuente: Amazing.com . Aportado por Gustavo Courault