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» » » » De la geología al origen energético de la vida en la Tierra

Referencia: eScienceNews.com, 13 de marzo 2014

Unos investigadores han desarrollado un nuevo enfoque para simular los procesos energéticos que pueden haber llevado al surgimiento del metabolismo celular de la Tierra, una función biológica esencial para todos los organismos vivos. La investigación, que se publica en la revista Astrobiology, podría ayudar a los científicos a entender la posibilidad del surgimiento de la vida en ambientes similares en otros mundos.

El Dr. Terry Kee, de la Escuela Universitaria de Química de Leeds, uno de los coautores del trabajo de investigación, dijo que, "lo que estamos tratando de hacer es cerrar la brecha entre los procesos geológicos de la Tierra primitiva y la aparición de la vida biológica en el planeta."

Anteriormente, algunos científicos han propuesto que los organismos vivos pueden haber sido transportados a la Tierra por meteoritos. Sin embargo, existe un mayor apoyo a la teoría de que la vida surgió en la Tierra en lugares como los respiraderos hidrotermales del fondo del océano, formándose a partir de la materia inanimada, como los compuestos químicos que se encuentran en los gases y minerales.

"Antes de la vida biológica, se podría decir que la Tierra primitiva tenía ‘vida geológica”. Puede parecer inusual considerar la geología, participante de las rocas y minerales inanimados, como inicio de la vida; pero, ¿qué es la vida?" dijo el Dr. Kee .

"Muchas personas no han podido encontrar una respuesta satisfactoria a esta pregunta. Así que lo que hemos hecho es mirar lo que hace la vida, y todas las formas de vida utilizan los mismos procesos químicos que ocurren en una célula de combustible para generar su energía. "

Las células de combustible de los automóviles generan energía eléctrica mediante la reacción de combustibles y oxidantes. Este es un ejemplo de una ‘reacción redox', una molécula que pierde electrones (se oxida) y otra molécula que gana electrones (se reduce).

Del mismo modo, la fotosíntesis de las plantas consiste en la generación de energía eléctrica a partir de la reducción de dióxido de carbono en azúcares y la oxidación del agua en oxígeno molecular. Y la respiración de las células del cuerpo humano es la oxidación de los azúcares en dióxido de carbono y la reducción del oxígeno en el agua, junto a la energía eléctrica producida en la reacción.

Ciertos ambientes geológicos , tales como las fuentes hidrotermales pueden ser considerados como "células de combustible del medio ambiente ' , ya que la energía eléctrica se puede generar a partir de las reacciones redox entre los combustibles y oxidantes hidrotermales de agua de mar , como el oxígeno . De hecho , el año pasado los investigadores en Japón han demostrado que la energía eléctrica se puede aprovechar de estas rejillas de ventilación en un experimento de alta mar en Okinawa.

En el nuevo estudio, los investigadores han demostrado una prueba de concepto para su modelo de célula de combustible para el surgimiento del metabolismo celular en la Tierra.

En el Laboratorio de Energías Renovables de la Universidad de Leeds y en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, el equipo sustituyó los tradicionales catalizadores de platino de las células de combustible y experimentos eléctricos con los compuestos de minerales geológicos.

La Dra. Laura Barge, del equipo 'Icy Worlds' del Instituto de Astrobiología de la NASA, en el JPL de California, EE.UU., y principal autor del artículo, dijeron: "Ciertos minerales podrían haber impulsado las reacciones redox geológicas, dando lugar posteriormente a un metabolismo biológico. Estamos particularmente interesados en los minerales conductores de electricidad que contienen hierro y níquel que han sido los más comunes en la Tierra primitiva."

El hierro y el níquel son mucho menos reactivos que el platino. Sin embargo, una pequeña pero significativa energía de salida demostraba con éxito que estos metales podían todavía generar electricidad en la célula de combustible, y por tanto, también actúar como catalizadores de las reacciones redox en las fuentes hidrotermales de la Tierra primitiva .

Por ahora, la química del cómo las reacciones geológicas conducen a las rocas y los minerales inanimados a evolucionar hacia metabolismos biológicos sigue siendo algo oscuro. Pero con este modelo de laboratorio capaz de simular estos procesos, los científicos han dado un importante paso adelante para entender el origen de la vida en este planeta y, de cómo un proceso similar podría ocurrir en otros mundos.

El Dr. Barge señalaba que, "estos experimentos simulan la energía eléctrica producida en los sistemas geológicos, por lo que también pueden ser utilizados para simular otros ambientes planetarios con agua líquida, como la luna Europa de Júpiter o del primitivo Marte.

"Con estas técnicas que podríamos tstear si cualquier sistema hidrotermal, dada una suficiente producción de energía para el comienzo de la vida, incluso el proporcionar hábitats energéticos donde la vida podría existir y que podrían ser detectados por las misiones futuras."


- Fuente: Universidad de Leeds .
- Artículo original: Simulating how the Earth kick-started metabolism.
- Imagen: Tierra primitiva .
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Editor del blog Pedro Donaire

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