Por el interés que las fuentes hidrotermales presentan en relación a la búsqueda de vida extraterrestre consideramos oportuno traducir el siguiente artículo:
Texto original: University College London, Origin of life: Chemistry of seabed's hot vents could explain emergence of life, ScienceDaily, 27 April 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador
Origen de la vida: Química de las fuentes calientes del lecho marino podría explicar la emergencia de la vida
Fecha: Abril 27, 2015
Fuente: University College London
Resumen: Fuentes calientes [=Hot vents] en el lecho marino podrían haber producido espontáneamente las moléculas orgánicas necesarias para la vida, de acuerdo a una nueva investigación. El estudio muestra cómo la superficies de partículas minerales dentro de las fuentes hidrotermales tienen propiedades químicas similares a las enzimas, las moléculas biológicas que gobiernan las reacciones químicas en los organismos vivos. Esto significa que las fuentes son capaces de crear moléculas simples basadas en el carbono, tales como metanol y ácido fórmico, fuera del CO2 disuelto en el agua.
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| Fumarola Negra [=black smoker] en una fuente hidrotermal de una dorsal medio-oceánica. Crédito: OAR/National Undersea Research Program (NURP); NOAA; Photographer P. Rona - Crédito: ScienceDaily |
Fuentes calientes en el lecho marino podrían haber producido espontáneamente las moléculas orgánicas necesarias para la vida, de acuerdo a una nueva investigación. El estudio muestra cómo la superficies de partículas minerales dentro de las fuentes hidrotermales tienen propiedades químicas similares a las enzimas, las moléculas biológicas que gobiernan las reacciones químicas en los organismos vivos. Esto significa que las fuentes son capaces de crear moléculas simples basadas en el carbono, tales como metanol y ácido fórmico, fuera del CO2 disuelto en el agua.
El descubrimiento, publicado en la revista Chemical Communications, explica cómo algunos de los bloques de construcción claves de la química orgánica ya se estaban formando en la naturaleza antes de que emergiera la vida - y puede haber jugado un rol en la emergencia de las primeras formas de vida. También tiene potenciales aplicaciones prácticas, mostrando cómo los productos tales como plásticos y combustibles pueden ser sintetizados a partir de CO2 en lugar de aceite.
"Hay mucho de especulación de que las fuentes hidrotermales podrían ser el lugar donde la vida en la Tierra comenzó," dice Nora de Leeuw, que encabeza el equipo. "Hay mucho de CO2 disuelto en el agua, que podría proporcionar el carbono en que la química de los organismos vivos está basada, y están plenas de energía, debido a que el agua está caliente y turbulenta. Lo que nuestra investigación prueba es que estas fuentes también tienen las propiedades químicas que estimulan a estas moléculas para recombinar en moléculas usualmente asociadas con organismos vivos".
El equipo ha combinado experimentos de laboratorio con simulaciones de supercomputadoras para investigar las condiciones bajo las que las partículas minerales podrían catalizar la conversión de CO2 en moléculas orgánicas. Los experimentos replican las condiciones presentes en las fuentes del fondo marino, donde el agua caliente y ligeramente alcalina rica en CO2 disuelto pasa sobre el greigite [=mineral de sulfuro de hierro con la formula que se indica seguidamente] mineral (Fe3S4), localizado en la superficie interna de las fuentes. Estos experimentos apuntan [=hinted] a los procesos químicos que estaban en marcha. Las simulaciones, que se corren en la Legion supercomputer de la UCL y HECToR (el servicio nacional de supercomputación del Reino Unido), proveyó una visión molécula por molécula de cómo el CO2 y el greigite interactuaron, ayudando a dar sentido a lo que se estaba observando en los experimentos. El poder de computación y la experticie de programación para simular con precisión el comportamiento de las moléculas individuales en esta manera sólo llegó a estar disponible en la última década.
"Hemos encontrado que las superficies y estructuras cristalinas dentro de estas fuentes actúan como catalizadores, estimulando cambios químicos en el material que se deposita en ellos", dice Nathan Hollingsworth, un co-autor del estudio. "Se comportan muy parecido a lo que las enzimas hacen en los organismos vivos, rompiendo los enlaces entre los átomos de carbono y oxígeno. Esto le permite combinarse con agua para producir ácido fórmico, ácido acético, metanol y ácido pirúvico. Una vez que tenga los químicos simples a base de carbono como éstos, está abierta la puerta a la más compleja química basada en el carbono".
Las teorías sobre el surgimiento de la vida sugieren que la cada vez más compleja química basada en el carbono llevó a moléculas auto-replicantes - y, eventualmente, a la aparición de las primeras formas de vida celular. Esta investigación muestra cómo uno de los primeros pasos en este viaje puede haber ocurrido. Es la prueba de que las simples moléculas orgánicas pueden ser sintetizados en la naturaleza sin organismos vivos estando presentes. También confirma que las fuentes hidrotermales son un lugar plausible para al menos parte de este proceso que ha ocurrido.
El estudio también podría tener aplicaciones prácticas, ya que provee un método para la creación de químicos basados en el carbono fuera del CO2, sin necesidad de extremo calor o presión. Esto podría, en un largo termino, reemplazar el aceite como materia prima para productos tales como plásticos, fertilizantes y combustibles.
Este estudio muestra, aunque en una escala muy pequeña, que tales productos, que se producen actualmente a partir de materias primas no renovables, se pueden producir por medios más ambientalmente amigables. Si el proceso se puede escalar hasta escalas comercialmente viables, esto no sólo salvaría petróleo [=oil], sinó hasta usar CO2 - un gas de efecto invernadero [=greenhouse gas] - como materia prima.
Historia de Fuente:
La historia anterior se basa en los materiales proporcionados por la University College London. Nota: Los materiales pueden ser editados por el contenido y duración.
- A. Roldan, N. Hollingsworth, A. Roffey, H.-U. Islam, J. B. M. Goodall, C. R. A. Catlow, J. A. Darr, W. Bras, G. Sankar, K. B. Holt, G. Hogarth, N. H. de Leeuw. Bio-inspired CO2conversion by iron sulfide catalysts under sustainable conditions. Chem. Commun., 2015; 51 (35): 7501 DOI: 10.1039/C5CC02078F
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (sujeta a revisión). Las notas entre corchetes y subrayados son del traductor.
Fuente University College London, Origin of life: Chemistry of seabed's hot vents could explain emergence of life, ScienceDaily, 27 April 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador