Vida del fumador negro
Hay muchas teorías que compiten entre sí sobre cómo y dónde surgió la vida. Aunque a veces los debates pueden ser encarnizados, todos están de acuerdo en un punto: tuvo que haber una fuente de energía en los orígenes, porque sin liberación de energía no avanzan las reacciones químicas, según dice la segunda ley de la termodinámica. Para averiguar qué fuente de energía pudo haber impulsado las primeras reacciones de la vida hasta la aparición de las primeras células, recientemente hemos examinado más de cerca el propio metabolismo para ver si las células habían conservado rastros de la primera fuente de energía de la vida en sus reacciones bioquímicas más conservadas. Al estudiar el proceso de liberación de energía en las reacciones que utilizan las células para fabricar los componentes básicos de la vida, descubrimos nuevos conocimientos sobre el origen de la vida. Los hallazgos, publicados en Frontiers in Microbiology, revelan que en las condiciones ambientales de las fuentes hidrotermales productoras de hidrógeno, la energía para el origen de la vida podría proceder de la propia vida.
En concreto, nos fijamos en el metabolismo central, las reacciones que generan los componentes básicos de la vida. Para ello, identificamos un conjunto de aproximadamente 400 reacciones antiguas que las células utilizan para sintetizar los 20 aminoácidos de las proteínas, las cuatro bases de los genes y las 18 vitaminas que las células necesitan para que funcionen esas 400 reacciones. Estas reacciones químicas fundamentales se conservan en todos los linajes microbianos, de ahí que estuvieran presentes en el último ancestro común universal de toda la vida, LUCA. Ofrecen una ventana a la fuente de bloques de construcción, pero también a la fuente de energía en los orígenes.
Descubrimiento de fuentes hidrotermales
Una chimenea hidrotermal es una fisura en el lecho marino de la que sale agua calentada geotérmicamente. Suelen encontrarse cerca de lugares con actividad volcánica, zonas donde las placas tectónicas se están separando en las dorsales oceánicas medias, cuencas oceánicas y puntos calientes[1] Los yacimientos hidrotermales son rocas y depósitos de minerales formados por la acción de los respiraderos hidrotermales.
Las fuentes hidrotermales existen porque la Tierra es geológicamente activa y tiene grandes cantidades de agua en su superficie y en su corteza. Bajo el mar, pueden formar rasgos denominados fumarolas negras o fumarolas blancas. En comparación con la mayor parte de las profundidades marinas, las zonas que rodean las fuentes hidrotermales son biológicamente más productivas y suelen albergar comunidades complejas alimentadas por las sustancias químicas disueltas en los fluidos de las fuentes. Las bacterias quimiosintéticas y las arqueas forman la base de la cadena alimentaria y sustentan diversos organismos, como gusanos tubícolas gigantes, almejas, lapas y gambas. Se cree que existen fuentes hidrotermales activas en Europa, luna de Júpiter, y Encélado, luna de Saturno[2][3], y se especula con la existencia de antiguas fuentes hidrotermales en Marte[1][4].
Los microbiomas de los respiraderos hidrotermales de aguas profundas distribuidos globalmente conformados localmente
ResumenLas fuentes hidrotermales submarinas son hábitats geoquímicamente reactivos que albergan ricas comunidades microbianas. Existen sorprendentes paralelismos entre la química del par redox H2-CO2 presente en los sistemas hidrotermales y las reacciones metabólicas energéticas básicas de algunos autótrofos procariotas modernos. La bioquímica de estos autótrofos podría, a su vez, albergar pistas sobre los tipos de reacciones que iniciaron la química de la vida. Las fuentes hidrotermales unen así microbiología y geología para insuflar nueva vida a la investigación de una de las cuestiones más importantes de la biología: ¿cuál es el origen de la vida?
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William Martin.Información suplementaria41579_2008_BFnrmicro1991_MOESM1_ESM.pdfInformación suplementaria S1 (figura) | Esquema que ilustra las relaciones geológicas, hidrotermales, químicas y biológicas dentro del Campo Hidrotermal de Ciudad Perdida. (PDF 657 kb)GlosarioConsorcios
Origen del mundo del rna: el destino de las nucleobases en pequeños estanques cálidos
Uno de los mayores misterios a los que se enfrenta el ser humano es cómo se originó la vida en la Tierra. Los científicos han determinado aproximadamente cuándo comenzó la vida (hace unos 3.800 millones de años), pero sigue habiendo un intenso debate sobre cómo empezó exactamente. En las dos últimas décadas ha ganado popularidad una posibilidad: que surgieran reacciones metabólicas sencillas cerca de antiguas fuentes termales del fondo marino, lo que permitió el salto de un mundo no vivo a un mundo vivo.
En 1977, los científicos descubrieron comunidades biológicas que vivían inesperadamente en torno a las fuentes hidrotermales del fondo marino, lejos de la luz solar y alimentándose de una sopa química rica en hidrógeno, dióxido de carbono y azufre que brotaba de los géiseres. Inspirados por estos hallazgos, los científicos propusieron más tarde que las fuentes hidrotermales proporcionaban un entorno ideal con todos los ingredientes necesarios para que surgiera la vida microbiana en la Tierra primitiva. Una figura central en esta hipótesis es un compuesto simple de carbono que contiene azufre llamado “metanotiol”, un supuesto precursor geológico de la enzima Acetil-CoA presente en muchos organismos, incluidos los humanos. Los científicos sospechaban que el metanotiol podría haber sido la “masa inicial” de la que surgió toda la vida.