La vida en la Tierra se originó hace aproximadamente 3.800 millones de años, pero aún persisten preguntas sobre cómo las gotas de ARN en la "sopa primordial" dieron lugar a células con membranas protectoras. Un grupo de investigadores de las universidades de Chicago y Houston ha propuesto una respuesta intrigante: la lluvia podría haber sido un factor clave en la formación de estas estructuras alrededor de las protocélulas.

En un estudio publicado en Science Advances, los científicos exploraron cómo el agua de lluvia pudo haber estabilizado las primeras formas de vida, allanando el camino hacia la complejidad biológica.

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La transformación de materia inerte en vida

La transformación de materia inerte, como agua, gases y minerales, en células vivas capaces de replicarse y evolucionar ha sido un tema de gran interés. En 1953, los químicos Stanley Miller y Harold Urey realizaron un experimento que revolucionó la comprensión sobre los orígenes de la vida en la Tierra. Utilizando una mezcla de agua, metano, amoníaco e hidrógeno, y aplicando descargas eléctricas, lograron sintetizar aminoácidos, los bloques fundamentales de las proteínas, demostrando que moléculas orgánicas complejas podían formarse a partir de materiales inorgánicos.

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Las primeras formas de vida, conocidas como protocélulas, se habrían originado espontáneamente de moléculas orgánicas presentes en la Tierra primitiva. Con el tiempo, estas protocélulas desarrollaron la capacidad de replicarse. Dos modelos principales de protocélulas se han identificado: las vesículas, pequeñas burbujas formadas por moléculas lipídicas que crean una membrana protectora, y los "coacervados", gotas que se forman por la acumulación de moléculas orgánicas.

El bioquímico ruso Alexander Oparin sugirió que los coacervados proporcionaban una forma primitiva de compartimentación necesaria para los procesos metabólicos y la autorreplicación. Sin embargo, la falta de membrana en los coacervados presentaba un desafío, ya que permitía la rápida fusión de las gotas y el intercambio descontrolado de material genético, dificultando la evolución de secuencias genéticas estables, como señaló el científico Aman Agrawal, coautor del nuevo trabajo.

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La ausencia de una membrana permitía que el ARN, considerado el primer tipo de molécula autorreplicante, se intercambiara rápidamente entre las protocélulas. En 2017, Agrawal y Jack Szostak demostraron que la rápida fusión y mezcla del ARN impedía la evolución de secuencias genéticas estables, sugiriendo que los coacervados no podían mantener la compartimentación necesaria para la vida temprana.

Un estudio de 2022 demostró que las gotas podían estabilizarse en agua desionizada, formando una "pared mesosa" que prevenía la fusión y la fuga de ARN.

La lluvia como catalizador

La idea de que la lluvia pudo ser un factor crucial en el origen de las células surgió durante la investigación doctoral de Agrawal, cuando comenzó a transferir gotas de coacervado a agua destilada. Aunque inicialmente la investigación no se centraba en el origen de la vida, una conversación durante un almuerzo llevó a la conclusión de que el agua destilada podría estar relacionada con la lluvia de hace 3.800 millones de años.

Agrawal realizó experimentos para comprobar si el agua de lluvia podía tener el mismo efecto que el agua destilada, recogiendo muestras de lluvia en Houston. Al probar la estabilidad de las gotas, descubrió que el agua de lluvia prolongaba el intercambio de ARN de minutos a varios días, suficiente para permitir la mutación, la competencia y la evolución.

Los resultados confirmaron que tanto el agua de lluvia como el agua de laboratorio modificada para imitar la acidez de la lluvia generaban las mismas condiciones estables, permitiendo la evolución de la vida. “La composición química de la lluvia en Houston no es la misma que hace 750 millones de años, pero la física se mantiene igual”, concluyó Agrawal.