Cuando las gotas de agua se mueven -como en el rocío marino arrastrado por el viento, por ejemplo- esas gotas tienden a desarrollar diferentes cargas eléctricas.(Crédito de la imagen: Panachoi/Getty Images)Los componentes básicos de la vida en la Tierra pueden haber sido alimentados por pequeñas chispas que saltan entre las gotas de agua.
Hace cuatro mil millones de años, la Tierra era un mundo sin vida, pero dinámico. Olas que rompían, arroyos que corrían y cascadas que rugían arrojaban chorros de agua a una atmósfera rica en dióxido de carbono, nitrógeno, metano y amoníaco. Experimentos recientes sugieren que esos chorros de agua podrían haber contribuido a desencadenar las reacciones químicas que dieron lugar a los componentes básicos de la vida.
Según el químico Richard Zare, de la Universidad de Stanford, y sus colegas, las pequeñas cargas eléctricas que se acumulan en las gotas de agua y desencadenan diminutas ráfagas de electricidad pueden haber sido suficientes para impulsar esas reacciones. Se trata de una nueva vuelta de tuerca a una teoría antigua y muy debatida sobre los orígenes de la vida en la Tierra.
Jump-starting la química de la Vida
Los investigadores siguen tratando de descifrar exactamente cómo la vida dio el salto de la química a la biología (y, para el caso, dónde trazar la línea divisoria entre ambas) hace entre 4.000 y 3.500 millones de años. Una pieza clave de ese rompecabezas es averiguar de dónde proceden las complejas sustancias químicas que componen las células vivas. Esto incluye los lípidos de nuestras membranas celulares, los nucleótidos que codifican nuestros genes, los aminoácidos que construyen la mayor parte de las partes funcionales de nuestras células y otras moléculas formadas por enlaces entre átomos de carbono y nitrógeno.
La mayor parte de la información disponible sugiere que la Tierra primitiva no disponía de una gran cantidad de estas moléculas complejas, si es que tenía alguna, pero sí de los ingredientes en bruto para ellas: diversas combinaciones de carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y fósforo a la espera de combinarse de la forma adecuada.
Pero crear nuevas moléculas requiere energía. Zare y sus colegas afirman que la energía necesaria podría proceder de los «microrrayos», pequeños destellos de electricidad que pasan entre las gotas de agua en movimiento en la Tierra primitiva.
En experimentos recientes, el equipo de químicos observó que cuando las gotas de agua se mueven -como en el rocío marino que sopla el viento, por ejemplo- esas gotas tienden a desarrollar cargas eléctricas diferentes. Es un proceso similar al que genera los relámpagos en las nubes, pero a escala reducida. Las cargas eléctricas se acumulan y, finalmente, los electrones saltan de las gotas cargadas negativamente a las cargadas positivamente en un pequeño relámpago.
«Solemos pensar que el agua es tan benigna, pero cuando se divide en forma de pequeñas gotitas, el agua es muy reactiva», afirma Zare en un comunicado. Su laboratorio estudia las reacciones químicas en y entre las diminutas gotas de agua. Este microrrayo, como lo llaman Zare y sus colegas, es demasiado pequeño y rápido para verlo a simple vista, pero consiguieron grabarlo con una cámara de alta velocidad.
Microlightning en una botella
Zare y sus colegas rociaron vapor de agua en una cámara llena de una mezcla de gases destinada a imitar la atmósfera de la Tierra primitiva, hace unos 2.000 millones de años: una mezcla nociva de amoníaco, metano, hidrógeno y nitrógeno. Pequeños destellos de microrrayos en el vapor de agua desencadenaron una serie de reacciones químicas que produjeron algunas moléculas muy complejas: el aminoácido glicina, la base nucleotídica uracilo y otras.
Los resultados de este reciente experimento son sorprendentemente similares a los de un experimento realizado en 1952 por los químicos de la Universidad de Chicago Stanley Miller y Harold Urey, que bombardearon una botella de vapor de agua, metano, amoníaco e hidrógeno con una chispa eléctrica y obtuvieron aminoácidos. Miller y Urey propusieron que la vida se inició con el impacto de un rayo en el océano primigenio de la Tierra hace unos 4.000 millones de años.
Pero su hipótesis ha sido un pararrayos de críticas, sobre todo porque los rayos no se producen con la frecuencia suficiente para desencadenar suficientes reacciones químicas en algo tan grande y extendido como el océano.
Si el impulso inicial procediera de microrrayos en aerosoles de agua, en lugar de relámpagos de tamaño completo sobre el agua, Zare y sus colegas dicen que eso podría resolver el problema y dar vida a una nueva versión de la vieja hipótesis.
«En la Tierra primitiva, había pulverizaciones de agua por todas partes, en grietas o contra las rocas, y pueden acumularse y crear esta reacción química», dijo Zare en un reciente comunicado de prensa. «Creo que esto supera muchos de los problemas que la gente tiene con la hipótesis de Miller-Urey».
Zare y sus colegas publicaron su trabajo en la revista Science Advances.
