El origen de la vida podría venir del cielo: la atmósfera temprana de la Tierra pudo generar moléculas vitales para la vida

La posibilidad de que la vida surgiera gracias a procesos químicos ocurridos en el cielo de la Tierra primitiva vuelve a ganar fuerza. Un nuevo estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias propone que la atmósfera joven del planeta no solo contenía los elementos necesarios para formar moléculas complejas, sino que pudo haberlas generado de forma abundante, mucho antes de que existieran organismos vivos capaces de producirlas por sí mismos. El hallazgo abre una línea de investigación que cuestiona ideas asumidas durante décadas sobre el origen de la vida.

Los experimentos fueron realizados por investigadores de la Universidad de Colorado en Boulder junto a colaboradores de otras instituciones. El equipo reconstruyó una atmósfera similar a la que podría haber rodeado la Tierra hace miles de millones de años, basada en gases como metano, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y nitrógeno. Al iluminar esta mezcla con luz que simulaba la radiación solar, observaron la formación de un conjunto inesperadamente diverso de biomoléculas de azufre.

El azufre es un elemento fundamental en la biología moderna: forma parte de aminoácidos como la cisteína y la metionina, interviene en rutas metabólicas esenciales y aparece en coenzimas que sostienen la vida tal como la conocemos. Según las teorías clásicas, estas moléculas surgieron en etapas posteriores, cuando la vida ya estaba presente y los sistemas biológicos podían fabricarlas. Sin embargo, los resultados obtenidos por CU Boulder sugieren que estos compuestos pudieron existir antes, generados directamente en la atmósfera.

Para llegar a esta conclusión, los científicos emplearon un instrumento de espectrometría de masas especialmente sensible, capaz de detectar cantidades extremadamente pequeñas de compuestos químicos. El azufre es notoriamente difícil de manejar en el laboratorio porque se adhiere a los equipos y suele encontrarse en concentraciones muy bajas. Aun así, el equipo identificó aminoácidos como la cisteína y la taurina, y moléculas relevantes como la coenzima M, crítica en ciertos procesos metabólicos.

Los resultados sorprendieron incluso a los propios autores. Cuando ampliaron los datos del laboratorio para estimar la cantidad de cisteína que podría generar una atmósfera completa, los números resultaron enormes: suficiente para abastecer hasta un octillón de células en condiciones primitivas. Aunque esa cifra es inferior al número total de células que existen hoy en la Tierra, es más que suficiente para un ecosistema temprano donde la vida apenas se estaría formando.

Este escenario contrasta con décadas de simulaciones anteriores que, en general, no lograron producir biomoléculas de azufre en cantidades significativas o solo bajo condiciones muy específicas poco realistas para la Tierra primitiva. El nuevo estudio muestra que estos compuestos podrían haberse formado de manera amplia y consistente en ambientes no especializados, algo que cambia la interpretación tradicional sobre cómo comenzó la vida.

El hallazgo también tiene implicaciones para la búsqueda de vida fuera de la Tierra. Cuando el telescopio espacial James Webb detectó sulfuro de dimetilo —un compuesto orgánico de azufre producido hoy en día por algas marinas— en la atmósfera del exoplaneta K2-18b, muchos consideraron que podía tratarse de una señal biológica. Sin embargo, los investigadores de CU Boulder habían demostrado previamente que esta molécula puede generarse mediante procesos puramente atmosféricos, sin necesidad de vida. Este nuevo estudio refuerza esa idea: algunas moléculas que ahora asociamos con la biología podrían haber surgido de forma natural en atmósferas jóvenes.

La pregunta clave es cómo esas moléculas llegaron a la superficie donde la vida pudo aprovecharlas. El equipo propone que cayeran a los océanos o a la tierra arrastradas por la lluvia, un proceso constante y extendido en el tiempo. Si la atmósfera producía biomoléculas con regularidad, estas podrían haber contribuido a la “sopa química” que muchos modelos citan como el caldo de cultivo inicial para las primeras formas de vida.

Aunque los investigadores reconocen que el origen de la vida requiere condiciones complejas —como zonas volcánicas, fuentes hidrotermales o minerales catalíticos—, sostienen que su estudio demuestra que la atmósfera ofrecía una ventaja inesperada: proveer moléculas orgánicas ya formadas sin necesidad de procesos geológicos o biológicos previos. En palabras de la profesora Ellie Browne, estas moléculas “ya estaban ampliamente distribuidas en condiciones no especializadas”, lo que podría haber facilitado los primeros pasos de la vida.

El trabajo no da todas las respuestas, pero amplía el abanico de posibilidades y recuerda que la química del aire pudo desempeñar un papel más activo de lo que se creía. Para los científicos, entender ese pasado remoto sigue siendo una de las claves para comprender cómo surgimos y qué señales buscar en otros mundos.

Fuente: PNAS