El origen de la vida en la Tierra es un conjunto de paradojas. Para que la vida se iniciara, debía existir una molécula genética -algo así como el ADN o el ARN- capaz de transmitir los planos para la fabricación de proteínas, las moléculas que constituyen el caballo de batalla de la vida. Pero las células modernas no pueden copiar el ADN y el ARN sin la ayuda de las propias proteínas. Por si fuera poco, ninguna de estas moléculas puede hacer su trabajo sin los lípidos grasos, que proporcionan las membranas que las células necesitan para mantener su contenido. Y en otra complicación más, las enzimas basadas en proteínas (codificadas por moléculas genéticas) son necesarias para sintetizar los lípidos.
Ahora, los investigadores dicen que pueden haber resuelto estas paradojas. Los químicos informan hoy de que un par de compuestos simples, que habrían sido abundantes en la Tierra primitiva, pueden dar lugar a una red de reacciones sencillas que producen las tres clases principales de biomoléculas -ácidos nucleicos, aminoácidos y lípidos- necesarias para que la forma de vida más primitiva tuviera su inicio. Aunque el nuevo trabajo no demuestra que la vida se iniciara así, podría ayudar a explicar uno de los misterios más profundos de la ciencia moderna.
«Se trata de un artículo muy importante», afirma Jack Szostak, biólogo molecular e investigador del origen de la vida en el Hospital General de Massachusetts, en Boston, que no ha participado en la investigación actual. «Propone por primera vez un escenario por el cual casi todos los bloques de construcción esenciales para la vida podrían ser ensamblados en un escenario geológico»
Los científicos han pregonado durante mucho tiempo sus propios escenarios favoritos sobre qué conjunto de biomoléculas se formó primero. Los defensores del «mundo del ARN», por ejemplo, sugieren que el ARN pudo ser el pionero; no sólo es capaz de transportar información genética, sino que también puede servir como catalizador químico similar a las proteínas, acelerando ciertas reacciones. Los defensores del metabolismo primero, por su parte, han argumentado que los catalizadores metálicos simples, en contraposición a las enzimas avanzadas basadas en proteínas, pueden haber creado una sopa de bloques de construcción orgánicos que podrían haber dado lugar a las otras biomoléculas.
La hipótesis del mundo del ARN recibió un gran impulso en 2009. Unos químicos dirigidos por John Sutherland, de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), informaron de que habían descubierto que unos compuestos precursores relativamente sencillos llamados acetileno y formaldehído podían someterse a una secuencia de reacciones para producir dos de los cuatro bloques de construcción del ARN, lo que mostraba una ruta plausible de cómo el ARN podría haberse formado por sí mismo -sin necesidad de enzimas- en la sopa primordial. Sin embargo, los críticos señalaron que el acetileno y el formaldehído siguen siendo moléculas algo complejas. Para su estudio actual, Sutherland y sus colegas se propusieron trabajar hacia atrás a partir de esas sustancias químicas para ver si podían encontrar una ruta hacia el ARN a partir de materiales de partida aún más simples. Y lo consiguieron. En el número actual de Nature Chemistry, el equipo de Sutherland informa de que ha creado precursores de ácido nucleico a partir de sólo cianuro de hidrógeno (HCN), sulfuro de hidrógeno (H2S) y luz ultravioleta (UV). Además, según Sutherland, las condiciones que producen precursores de ácidos nucleicos también crean los materiales de partida necesarios para fabricar aminoácidos y lípidos naturales. Esto sugiere que un único conjunto de reacciones podría haber dado lugar a la mayoría de los componentes básicos de la vida de forma simultánea.
El equipo de Sutherland sostiene que la Tierra primitiva era un entorno favorable para esas reacciones. El HCN es abundante en los cometas, que llovieron constantemente durante casi los primeros cientos de millones de años de la historia de la Tierra. Los impactos también habrían producido suficiente energía para sintetizar HCN a partir de hidrógeno, carbono y nitrógeno. Del mismo modo, dice Sutherland, se cree que el H2S era común en la Tierra primitiva, al igual que la radiación UV que podría impulsar las reacciones y los minerales que contienen metales que podrían haberlas catalizado.
Dicho esto, Sutherland advierte que las reacciones que habrían hecho cada uno de los conjuntos de bloques de construcción son lo suficientemente diferentes entre sí -requiriendo diferentes catalizadores metálicos, por ejemplo- que probablemente no habrían ocurrido todas en el mismo lugar. Más bien, dice, ligeras variaciones en la química y la energía podrían haber favorecido la creación de un conjunto de bloques de construcción sobre otro, como aminoácidos o lípidos, en diferentes lugares. «El agua de lluvia arrastraría entonces estos compuestos a una piscina común», dice Dave Deamer, un investigador del origen de la vida en la Universidad de California, Santa Cruz, que no estaba afiliado a la investigación.
¿Podría la vida haberse encendido en esa piscina común? Es casi seguro que ese detalle se ha perdido para siempre en la historia. Pero la idea y la «química plausible» que la sustenta merecen una cuidadosa reflexión, dice Deamer. Szostak está de acuerdo. «Este escenario general plantea muchas preguntas», dice, «y estoy seguro de que se debatirá durante algún tiempo».