Minerales de géiseres submarinos llevaron la vida a los océanos

Respiradero hidrotermal - UNIVERSIDAD DE CAMBRIDGE

   MADRID, 5 Feb. (EUROPA PRESS) -

   Los respiraderos hidrotermales, similares a géiseres submarinos, fueron claves en el suministro de minerales que pueden haber sido un ingrediente clave en el surgimiento de la vida temprana.

   Un estudio, publicado en Science Advances por científicos de las universidades de Cambrdige y Western Australia, examinó rocas de 3.500 millones de años de antigüedad del oeste de Australia con un detalle nunca antes visto e identificó grandes cantidades de un mineral llamado greenalita, que se cree que jugó un papel en los primeros procesos biológicos. Los investigadores también descubrieron que los respiraderos del fondo marino habrían sembrado los océanos con apatita, un mineral rico en fósforo, elemento esencial para la vida.

   Las primeras formas de vida que conocemos (microorganismos unicelulares o microbios) surgieron hace unos 3.700 millones de años. Sin embargo, la mayoría de las rocas que contienen rastros de ellos y del entorno en el que vivieron han sido destruidas. Parte de la única evidencia que tenemos de este momento crucial proviene de un afloramiento de sedimentos en el remoto interior de Australia.

   La llamada Formación Dresser ha sido estudiada durante años pero, en el nuevo estudio, los investigadores volvieron a examinar las rocas con más detalle, utilizando microscopios electrónicos de gran aumento para revelar pequeños minerales que estaban esencialmente ocultos a plena vista.

   Las partículas de greenalita que observaron medían sólo unos pocos cientos de nanómetros de tamaño, tan pequeñas que habrían sido arrastradas a lo largo de miles de kilómetros, potencialmente llegando a una variedad de ambientes donde podrían haber iniciado reacciones químicas que de otro modo serían desfavorables, como aquellos involucrados en la construcción de las primeras moléculas de ADN y ARN.

   "Hemos descubierto que los respiraderos hidrotermales suministran billones y billones de pequeñas partículas de greenalita altamente reactivas, así como grandes cantidades de fósforo", dijo en un comunicado el profesor Birger Rasmussen, autor principal del estudio de la Universidad de Australia Occidental.

   Rasmussen dijo que los científicos aún no están seguros del papel exacto de la greenalita en la construcción de células primitivas, "pero este mineral estaba en el lugar correcto en el momento correcto y también tenía el tamaño y la estructura cristalina adecuados para promover el ensamblaje de las células primitivas".

   Las rocas que los investigadores estudiaron contienen capas características de jaspe rico en hierro, de color rojo oxidado, que se formaron como agua de mar cargada de minerales arrojada por respiraderos hidrotermales. Los científicos pensaban que los jaspes obtenían su distintivo color rojo de las partículas de óxido de hierro que, al igual que el óxido, se forman cuando el hierro se expone al oxígeno.

   Pero, ¿cómo se formó este óxido de hierro cuando los primeros océanos de la Tierra carecían de oxígeno? Una teoría es que las cianobacterias fotosintéticas en los océanos produjeron oxígeno, y que no fue hasta más tarde, hace unos 2.400 millones de años, que este oxígeno comenzó a dispararse en la atmósfera.

   Los nuevos resultados cambian esa suposición, sin embargo, "la historia es completamente diferente una vez que se mira lo suficientemente de cerca", dijo en un comunicado el coautor del estudio, el profesor Nick Tosca del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge.

   Los investigadores descubrieron que las partículas diminutas y monótonas de greenalita superaban con creces a las partículas de óxido de hierro que dan su color a los jaspes. Los óxidos de hierro no eran una característica original, descartándose la teoría de que se formaron por la actividad de las cianobacterias.

   "Nuestros hallazgos muestran que el hierro no se oxida en los océanos; en cambio, se combinó con sílice para formar pequeños cristales de greenalita", dijo Tosca. "Eso significa que los principales productores de oxígeno, las cianobacterias, pueden haber evolucionado más tarde, coincidiendo potencialmente con el aumento del oxígeno atmosférico durante el Gran Evento de Oxigenación".

   Birger dijo que se necesitan más experimentos para identificar cómo la greenalita podría facilitar la química prebiótica, "pero estaba presente en cantidades tan grandes que, en las condiciones adecuadas, sus superficies podrían haber sintetizado una enorme cantidad de secuencias de tipo ARN, abordando una pregunta clave en Investigación sobre el origen de la vida: ¿de dónde vino todo el ARN?