¿Cómo puede surgir la vida en un mundo de minerales?
El Consejo Europeo de Investigación (CEI) ha concedido una subvención ERC Synergy Grant al proyecto "El papel del sílice en los albores de la vida en nuestro planeta" (PROTOS)
¿Cómo se hizo habitable nuestro planeta? Los primeros quinientos millones de años del planeta Tierra -el llamado Hadeico- han estado rodeados de misterio hasta ahora porque no hay restos de rocas de aquella época. El descubrimiento de que el planeta ya tenía agua entonces ha abierto nuevas perspectivas sobre un periodo en el que podrían haberse desarrollado las primeras formas de vida -reacciones químicas en los organismos (metabolismo) y autorreplicación-. Por ello, un grupo de científicos se ha propuesto simular las condiciones del Hadeico mediante experimentos de laboratorio.
Estructuras minerales autoorganizadas llamadas biomorfos que imitan a los organismos vivos pero son el resultado de reacciones puramente abióticas. El tamaño de estos biomorfos oscila entre uno y 25 micrómetros.
© Juan Manuel García-Ruiz/ CSIC
Su proyecto "El papel del sílice en los albores de la vida en nuestro planeta" (PROTOS) ha recibido una subvención ERC Synergy Grant que supone una financiación de 9.996.000 euros durante un periodo de 72 meses, es decir, hasta 2029. Además del coordinador del proyecto, Juan Manuel García Ruiz (Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra - IACT, Consejo Superior de Investigaciones Científicas - CSIC), participarán en PROTOS Helmut Cölfen (Universidad de Constanza), Wolfgang Bach (Universidad de Bremen) y Mark van Zuilen (CNRS-Geo-Ocean, Universidad de Brest).
Del mundo mineral a la vida
"Nos centramos en los procesos geoquímicos que tuvieron lugar durante los primeros mil millones de años de la historia de este planeta para investigar cómo apareció la vida desde cero, es decir, cómo se produjo la transición del mundo mineral a la vida. Los minerales pueden autoorganizarse cuando salen de disolución y formar estructuras que imitan las formas primitivas de vida", explica Juan Manuel García Ruiz, coordinador del proyecto, y se pregunta: "Pero, ¿cuál es el límite de la autoorganización mineral y puede conducir sin problemas a la vida?".
Para hallar una respuesta a esta pregunta, se espera que el sílice haya desempeñado un papel crucial. "Se descubrieron pruebas de la existencia de agua en la Tierra, que se remontan a hace unos 4.300 millones de años. Las reacciones agua-roca convirtieron los mares en alcalinos y ricos en sílice. Se sabe que el sílice cataliza reacciones prebióticas, que pueden producir moléculas orgánicas como los aminoácidos, los componentes básicos de la vida", explica Helmut Cölfen.
El físico-químico ha trabajado en el análisis de especies muy pequeñas como los iones, su posterior agregación en agregados mayores y su papel en la nucleación y el crecimiento de los cristales. "Este análisis prepara el terreno para el análisis de las soluciones de sílice procedentes de la interacción sólido-roca porque esperamos que tengan una composición compleja que contenga múltiples especies como diferentes oligómeros de sílice. Es necesario comprender su tamaño de formación y su reactividad", afirma Cölfen.
El simulador Hadeano
PROTOS sigue un enfoque experimental que supone un reto técnico. Los científicos utilizarán un conjunto de reactores denominado "simulador Hadeano" para obtener información desde la escala nanométrica hasta la planetaria. Realizarán experimentos en las primeras condiciones atmosféricas de la Tierra para desvelar cómo interactúan los fluidos con las rocas. Mediante experimentos, quieren averiguar el papel de los minerales, especialmente el sílice, en el desencadenamiento de reacciones prebióticas y estructuras mineral-orgánicas autoorganizadas que den lugar a moléculas esenciales para la vida como los aminoácidos o los ácidos nucleicos. También investigarán el papel del sílice en la fosilización y conservación de restos de los primeros microorganismos y biomorfos de la Tierra.
Cölfen señala: "La Universidad de Constanza dispone de gran parte del sofisticado equipo analítico necesario para realizar experimentos tan exigentes". Se espera que la sinergia entre los laboratorios de las cuatro instituciones cree una situación única en la que puedan probarse de forma sistemática las complejas combinaciones de condiciones hadeanas.
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