¿De dónde venimos? Esta es una de las preguntas fundamentales de la humanidad. La búsqueda de respuestas ha despertado la curiosidad de los sabios durante generaciones. Explicaciones religiosas o mitológicas al margen, a lo largo de la historia, ha habido varias hipótesis sobre el origen de la vida, desde la generación espontánea, es decir, que las formas de vida surgen tal y como las conocemos ahora, hasta la panspermia, que sugiere que la vida pudo haber llegado a la Tierra desde otros lugares en el universo. Algunas se han demostrado falsas o erradas —como la generación espontánea—, otras poco útiles —la panspermia no responde, en sí misma, a cómo se formó la vida, solo traslada la pregunta a otro lugar—.
La investigación moderna sobre la abiogénesis —la formación de la vida por procesos naturales a partir de materia no viva— se basa en un enfoque interdisciplinario que combina la biología, la química, la astrofísica y la geología para comprender cómo las moléculas orgánicas complejas podrían haberse formado en las condiciones de la Tierra primitiva. Se han realizado experimentos en laboratorios para simular las condiciones prebióticas y demostrar que es posible la formación de compuestos orgánicos esenciales, como aminoácidos y nucleótidos, a partir de precursores químicos simples.
El papel de la cadena transportadora de electrones
Una de las áreas de investigación más prometedoras que arroja luz sobre el origen de la vida se centra en la cadena transportadora de electrones, una serie de estructuras moleculares ubicadas en las membranas de bacterias, mitocondrias y cloroplastos. Esta cadena desempeña un papel fundamental de la maquinaria celular que utilizan las formas de vida modernas para, a través del proceso de respiración, producir energía en forma de adenosina trifosfato —ATP, la molécula que las células utilizan, en su metabolismo, como moneda de intercambio energético—.
En un estudio reciente, el investigador Aaron D. Goldman y colaboradores, del instituto de ciencias Blue Marble Space en Seattle han explorado la posibilidad de que la cadena transportadora de electrones, que desencadena la producción de energía en las células, haya sido una parte fundamental de la vida desde sus inicios.
¿Pudo la cadena transportadora de electrones ser un primordio de la vida?
La ATP-sintasa es una enzima central en la generación de ATP en las células modernas. Según el estudio, esta enzima ya existía antes del último ancestro común universal (LUCA), el antepasado común de toda la vida moderna en la Tierra. Esta evidencia sugiere que la capacidad de las células para generar energía puede haber estado presente en las formas de vida más primitivas.
Además, la investigación también ha demostrado que componentes específicos, como las proteínas de hierro-azufre, la molibdopterina, las hidrogenasas de níquel y hierro y las quinonas, tienen también ancestros que datan de la época del LUCA e incluso anteriores. Todo ello sugiere que las bases químicas y bioenergéticas de la cadena transportadora de electrones se estaban estableciendo mucho tiempo antes de que aparecieran las primeras células complejas.
En palabras de los investigadores, «a pesar de lo incipiente de este tema de investigación, los experimentos han demostrado en principio que algunas partes de la química (...) fundamentales para todas las cadenas transportadoras de electrones modernas pueden reproducirse en el laboratorio sin componentes proteínicos y en condiciones geoquímicamente verosímiles».
La investigación continúa
Estos hallazgos, recientemente publicados en la revista estadounidense Proceedings of the National Academy of Sciences, desafían las percepciones convencionales sobre cómo se desarrolló la vida en nuestro planeta y plantean nuevas preguntas sobre la naturaleza misma de la vida y su origen.
El enfoque interdisciplinario y las investigaciones en curso en el campo de la abiogénesis están generando avances en la química prebiótica y la comprensión de las reacciones químicas fundamentales que dieron lugar a las primeras moléculas orgánicas. Hallazgos de este tipo de moléculas en asteroides y otros cuerpos extraterrestres refuerzan firmemente estas conclusiones.
El enigma del origen de la vida seguirá siendo un área de estudio activa y prometedora. A medida que avanza nuestra capacidad tecnológica y nuestro conocimiento de la química prebiótica y la astrobiología, es posible que nos acerquemos cada vez más a una comprensión más completa de cómo comenzó la vida en nuestro planeta. La curiosidad científica y la investigación interdisciplinaria son esenciales para abordar cuestiones tan complejas.
Referencias:
- Goldman, A. D. et al. 2023. Electron transport chains as a window into the earliest stages of evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(34), e2210924120. DOI: 10.1073/pnas.2210924120
