Texto original: NASA, Researchers use ‘seafloor gardens’ to switch on light bulb, astrobio.net, Aug 7, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador
Investigadores utilizan 'jardines del fondo marino' para encender bombilla de luz
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Esta simulación foto muestra un "jardín químico," creado en laboratorio, que
es una estructura de chimenea que seencuentra en fuentes burbujeante en el
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Una de las necesidades claves para la vida en nuestro planeta es la electricidad. Eso no quiere decir que la vida requiere un enchufe y el zócalo, pero todo desde arbustos a las hormigas y las personas aprovecha la energía via la transferencia de electrones - la base de electricidad.
Algunos expertos creen que los primeros organismos parecidos a células [=cell-like] en la Tierra canalizaban la electricidad desde el fondo marino utilizando burbujeantes, estructuras en forma de chimenea, también conocidas como jardines químicos.
En un nuevo estudio, los investigadores reportan que el crecimiento de sus propias pequeñas chimeneas en un laboratorio y su utilización para alimentar una bombilla de luz. Los resultados demuestran que las estructuras bajo el agua pueden haber de hecho dado un impulso eléctrico a las muy primeras formas de vida de la Tierra.
"Estas chimeneas pueden actuar como cables eléctricos en el fondo marino," dijo Laurie Barge del NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, autora principal de un nuevo paper sobre los hallazgos en la revista Angewandte Chemie International Edition. "Estamos aprovechamiento de la energía como la primera vida en la Tierra podría haberlo [hecho]."
Los hallazgos están ayudando a los investigadores a armar [=put together] la historia de la vida en la Tierra, comenzando con el primer capítulo de sus orígenes. Cómo la vida echó raíces en nuestro naciente planeta es un tópico lleno de muchas preguntas químicas sin respuesta . Una de las teorías principales para el origen de la vida, llamada la hipótesis de la fuente alcalina [=alkaline vent hypothesis], se basa en la idea de que la vida se originó bajo el agua con la ayuda de cálidas, chimeneas alcalinas (como opuestas a las ácidas).
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Un "jardín químico" creado en laboratorio hecho de una combinación
de sulfuro de hierro negro y naranja de hidróxido/óxido de hierro es |
Las chimeneas se forman naturalmente en el fondo marino en las fuentes hidrotermales [=hydrothermal vents]. Ellas van en tamaño de pulgadas a decenas de pies (centímetros a decenas de metros), y están hechos de diferentes tipos de minerales con, típicamente, una estructura porosa. En la Tierra primitiva, estas chimeneas podrían haber establecido gradientes eléctricos y de protones a través de las membranas delgadas minerales que separaban sus compartimentos. Tales gradientes emulan procesos críticos de la vida que generan energía y compuestos orgánicos.
"La vida no quiere quedar electrocutada, pero necesita justo la cantidad correcta de eléctricidad," dijo Michael Russell del JPL, un co-autor del estudio. "Este nuevo experimento confirma lo que esa cantidad de electricidad es - poco menos de un voltio." Russell propuso por primera vez la hipótesis de la fuente alcalina en 1989, e incluso predijo la existencia de chimeneas de fuente alcalina más de una década antes de que fueran realmente descubiertas en el Océano Atlántico y apodada "La Ciudad Perdida." [=The Lost City]
Previamente, investigadores de la University of Tokyo y la Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology registraron electricidad en chimeneas de fuente de "fumarola negra" [=black smoker] en el Canal de Okinawa en Japón. Las fumarolas negras son ácidas - y más caliente y más duras - que las fuentes alcalinas.
El nuevo estudio demuestra que las chimeneas de laboratorio similares a las fuentes alcalinas en la Tierra primitiva tenían electricidad suficiente para hacer algo útil - en este caso alimentar una [= power an] bombilla de luz LED (light-emitting diode) [=diodo emisor de luz]. Los investigadores conectaron cuatro de los jardines químicos, sumergidos en fluidos que contienen hierro, para encender una bombilla de luz. El proceso tomó meses de paciente trabajo de laboratorio por el equipo de Barge y Russell, con la ayuda de una estudiante no graduada pasante en el JPL, Yeghegis "Lily" Abedian.
"Recuerdo que cuando Lily me dijo que la bombilla de luz había encendido. Fue shockeante" [=shocking], dijo Barge (mientras admitía que le gusta un buen juego de palabras) [por shocking: impactante y shock: descarga electrica].
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Esta imagen del fondo del Océano Atlántico muestra una colección
de torres de piedra caliza conocida como la "Ciudad Perdida".
Respiraderos hidrotermales alcalina de este tipo se sugieren para
ser el lugar de nacimiento de los primeros organismos vivos en la
Tierra antigua. Créditos:D. Kelley and M. Elend/University of
Washington - Crédito: astrobio.net
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Los científicos esperan poder hacer el experimento de nuevo utilizando diferentes materiales para sus chimeneas de laboratorio. En el estudio actual, hicieron chimeneas de sulfuro de hierro e hidróxido de hierro, materiales geológicos que pueden conducir electrones. Los futuros experimentos pueden evaluar el potencial eléctrico de materiales adicionales que se cree que han estado presentes en fuentes hidrotermales y océanos primitivos de la Tierra, como el molibdeno, níquel, hidrógeno y dióxido de carbono.
"Con la receta correcta, tal vez una chimenea sola será capaz de encender el LED - o en su lugar, podríamos usar esa energía electroquímica para alimentar otras reacciones," dijo Barge. "También podemos empezar simulando las más altas temperaturas y presiones que ocurren en las fuentes hidrotermales."
Materiales u otras fuentes de energía que se cree que han estado involucrados en el posible desarrollo de la vida en otros planetas y lunas se pueden probar también, como los del Marte primitivo, o mundos helados como Europa la luna de Júpiter.
Las necesidades eléctricas de los primeros organismos de la vida son sólo uno de los muchos puzzles. Otros investigadores están tratando de averiguar cómo los materiales orgánicos, como el ADN, podrían haber montado a partir de cero [=scratch]. El objetivo final es para encajar todas las piezas juntas en una asombrosa historia de los orígenes de la vida.
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- Fuente: NASA
Nota Traducción castellana de Andrés Salvador (Sujeta a revisión). Las notas entre corchetes y subrayados son del traductor.
Fuente NASA, Researchers use ‘seafloor gardens’ to switch on light bulb, astrobio.net, Aug 7, 2015 - Trad. cast. de Andrés Salvador