El secreto de la vida en la Tierra puede ser tan simple como lo que pasa entre sábanas… de mica

La vieja pregunta «¿Dónde empezó la vida en la Tierra?» tiene una nueva respuesta. Si la hipótesis de la vida entre las sábanas de mica es correcta, la vida puede haberse originado entre hojas de este mineral dispuestas como las páginas de un libro

La hipótesis conocida como «la vida entre sábanas de mica» fue desarrollada por Helen Hansma de la Universidad de California, Santa Bárbara, con fondos de la National Science Foundation (NSF). Hansma presentó originariamente esta hipótesis en la reunión anual de la Sociedad Americana de Biología Celular en 2007, y ahora ha sido descripta en su totalidad en el número 266 de Septiembre de 2010 del Journal of Theoretical Biology.

Según esta hipótesis, los compartimientos estructurados que normalmente se forman entra las hojas de mica —un mineral común que se fragmenta en hojas lisas— pueden haber servido de protección a las moléculas que fueron las progenitoras de las células. Provistas del entorno físico-químico apropiado para sobrevivir y evolucionar dentro de estos compartimientos, las moléculas eventualmente se organizaron en células, mientras todavía estaban alojadas entre las sábanas de mica.

Los trozos de mica embebidos en las rocas pueden haber aportado el entorno físico-químico adecuado para las moléculas precursoras de la vida y las células en desarrollo porque:

1. Los compartimentos de mica podrían haber mantenido y protegido a las moléculas, favoreciendo su supervivencia. Además, la mica podría haber proporcionado suficiente aislamiento para que las moléculas pudieran evolucionar sin sufrir perturbaciones e incluso permitir que las moléculas migraran una hacia la otra y, finalmente, se unieran para formar grandes moléculas orgánicas. Los compartimentos de mica pueden haber proporcionado algo así como la plantilla para la producción de una forma de vida compuesta por compartimentos, que ahora conocemos como células.

2. Las hojas de mica están unidas por potasio. Si una gran cantidad de potasio fue donada a las células en desarrollo por este mineral, los altos niveles de potasio que se encuentran en las hojas de mica podrían explicar el alto nivel de potasio que las células humanas tienen actualmente.

3. Los trozos de mica embebidos en las rocas que se encontraban en el océano primitivo habrían recibido un aporte inagotable de energía a partir de las olas, del sol, y de la filtración ocasional de agua en los espacios entre las capas. Esta energía podría haber forzado a las hojas de mica a moverse hacia arriba y hacia abajo, juntando a las moléculas ubicadas entre ellas y facilitando su unión.

Debido a que las superficies de mica son amigables para las células vivas y para todas las clases principales de grandes moléculas biológicas, incluyendo proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y grasas, la hipótesis «entre las sábanas de mica» es compatible con otras hipótesis conocidas que proponen que la vida se originó en forma de ARN, de vesículas de grasa, o como metabolismos primitivos. Hansma dice que el «mundo mica» podría haber protegido a todos estos antiguos «mundos» metábolicos, de vesículas grasas y de ARN.

La investigadora también afirma que la mica proporcionaría un mejor sustrato para el desarrollo de las células que otros minerales que han sido considerados para ese papel. ¿Por qué? Porque la mayoría de los otros minerales probablemente se volverían intermitentemente o demasiado húmedos o demasiado secos como para mantener la vida. Por el contrario, los espacios entre las láminas de mica probablemente hayan estado sujetos a ciclos de humedad y de sequedad más limitados que podrían sustentar la vida sin llegar a aniquilarla. Además, muchas arcillas que fueron postuladas como superficies potenciales para el desarrollo de la vida responden hinchándose cuando son expuestas al agua. En cambio la mica resiste a la hinchazón y ofrece un ambiente relativamente estable para el desarrollo de células y moléculas biológicas incluso cuando se moja.

Hansma resume su hipótesis mediante la observación de que «la mica proporcionaría suficiente estructura y protección para que las moléculas evolucionaran, pero también se acomodaría a la naturaleza dinámica y cambiante de la vida». Es más, asegura que «la mica es vieja.» Algunas micas se estiman en más de 4.000 millones de años. Y micas como la biotita fueron encontradas en las regiones que contienen evidencias de las primeras formas de vida, que se cree que existieron hace cerca de 3.800 millones de años.

La pasión de Hansma por la mica evolucionó gradualmente, desde que empezó con investigaciones pioneras, financiadas por la NSF, en el laboratorio de su ex esposo Paul K. Hansma, para desarrollar técnicas de observación del ADN y de otras moléculas biológicas en el microscopio de fuerza atómica (AFM), un método de imagen de alta resolución que permite a los investigadores la observación y manipulación de los elementos a niveles moleculares y atómicos.

Dice Helen Hansma, «Las hojas de mica son atómicamente planas, así que podemos ver las moléculas de ADN sobre la superficie de la mica sin tener que cubrirlas con algo que las haga parecer más grandes y más fáciles de ver. A veces incluso podemos ver las moléculas de ADN nadando en la superficie de la mica, bajo el agua, en el microscopio de fuerza atómica. Las hojas de mica son tan delgadas (1 nanómetro) que hay un millón de ellas en un pieza de mica de 1 milímetro de espesor».

La hipótesis de «la vida entre sábanas de mica» se le ocurrió a Hansma hace algunos años, después de que ella y los miembros de su familia recolectaron algo de mica de una mina en Connecticut. Cuando puso agua en una pieza de mica bajo su microscopio de disección, Hansma notó una sustancia orgánica verdosa en algunos de los bordes de la mica. «Se me ocurrió que este podría ser un buen lugar para el origen de la vida, las moléculas protegidas dentro de estas pilas de hojas capaces de moverse hacia arriba y hacia abajo en respuesta al flujo del agua, la que a su vez podría haber aportado la energía mecánica necesaria para formar y romper los enlaces químicos».

Hansma dice que los recientes avances en las técnicas de imágenes, incluyendo el AFM, hicieron posible su investigación y derivaron en la hipótesis de «la vida entre sábanas de mica». Ella agrega que el respaldo directo de su hipótesis podría obtenerse a partir de estudios adicionales en los que se sometiera a las hojas de mica a fuerzas de empuje y tracción mientras están ubicadas en un medio líquido semejante al océano primitivo.

Fuente: ScienceDaily. Aportado por Silvia Angiola

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