Tal como exclamó, por su logro, el Dr. Henry Frankenstein en la película “Frankenstein” de 1931. Ese fue un momento electrizante de más de una manera. A la vez que los enormes rayos y la energía crepitaban, el monstruo de Frankenstein se sacudía en una mesa de laboratorio y su cuerpo cobraba vida gracias al poder de la electricidad.
La energía eléctrica también puede haber generado el inicio de la vida en la Tierra hace miles de millones de años, aunque con un poco menos de escenografía que esa escena clásica de la película.
La Tierra tiene alrededor de 4.500 millones de años, y la evidencia fósil más antigua de sus inicios (los estromatolitos, u organismos microscópicos conservados en capas conocidas como esteras o tapetes microbianos) tiene unos 3.500 millones de años. Sin embargo, algunos científicos sospechan que la vida se originó incluso antes, emergiendo de moléculas orgánicas acumuladas en cuerpos de agua primitivos, una mezcla que a veces se denomina caldo primigenio.
Pero ¿de dónde vino ese material orgánico en primer lugar? Hace décadas, los investigadorespropusieron que los rayos causaban reacciones químicas en los océanos de la Tierra y producían espontáneamente las moléculas orgánicas.
Ahora, una nueva investigación publicada el 14 de marzo en la revista Science Advancessugiere que las efervescencias de los “microrrayos o microrrelámpagos” apenas visibles, generados entre gotas cargadas de agua nebulizada, podrían haber sido lo suficientemente potentes como para generar aminoácidos a partir de material inorgánico. Los aminoácidos (moléculas orgánicas que se combinan para formar proteínas) son los componentes básicos de la vida y habrían sido el primer paso hacia la evolución de la vida.
“Se acepta que es casi seguro que se requirió un catalizador energético para facilitar algunas de las reacciones que llevaron al origen de la vida en la Tierra”, dijo la astrobióloga y geobióloga Dra. Amy J. Williams, profesora asociada en el departamento de geociencias de la Universidad de Florida. Para que se formen los aminoácidos, es necesario que átomos de nitrógeno puedan unirse con carbono. Liberar los átomos del gas nitrógeno requiere que se rompan los poderosos enlaces moleculares y de una enorme cantidad de energía, según Williams, que no participó en la investigación.
“Los rayos, o en este caso, los microrrayos, tienen la energía para romper los enlaces moleculares y, por lo tanto, facilitar la generación de nuevas moléculas que son importantes para el origen de la vida en la Tierra”, dijo Williams a CNN en un correo electrónico.
Niebla y microrrelámpagos
Para recrear un escenario que pudo haber producido las primeras moléculas orgánicas de la Tierra, los investigadores se basaron en experimentos de 1953, cuando los químicos estadounidenses Stanley Miller y Harold Urey elaboraron una mezcla de gases que imitaba la atmósfera de la Tierra en sus inicios. Miller y Urey combinaron amoníaco (NH3), metano (CH4), hidrógeno (H2) y agua, colocaron su “atmósfera” dentro de una esfera de vidrio y le aplicaron electricidad, produciendo aminoácidos simples que contenían carbono y nitrógeno. El experimento de Miller-Urey, como se le conoce ahora, respaldaba la teoría científica de la abiogénesis, que dice que la vida podía surgir de moléculas no vivas.
Para el nuevo estudio, los científicos revisaron los experimentos de 1953, pero dirigieron su atención hacia la actividad eléctrica en una escala más pequeña, dijo el autor principal del estudio, el Dr. Richard Zare, profesor de la cátedra Marguerite Blake Wilbur de Ciencias Naturales y también profesor de química en Stanford University en California. Zare y sus colegas observaron el intercambio de electricidad entre gotas de agua cargadas que miden entre 1 micrón y 20 micrones de diámetro. (El ancho de un cabello humano es de 100 micrones).
“Las gotas grandes tienen carga positiva. Las gotas pequeñas tienen carga negativa”, le dijo Zare a CNN.
“Cuando las gotas que tienen cargas opuestas están muy juntas, los electrones pueden saltar de la gota cargada negativamente a la gota cargada positivamente”.
Los investigadores mezclaron amoníaco, dióxido de carbono, metano y nitrógeno en un recipiente de vidrio, luego rociaron los gases con agua nebulizada, usando una cámara de alta velocidad para capturar débiles destellos de los microrrayos en el vapor. Cuando examinaron el contenido del recipiente, encontraron moléculas orgánicas con enlaces carbono-nitrógeno. Estos incluían el aminoácido glicina y el uracilo, una base de nucleótidos que se encuentra en el ARN.
“No descubrimos ninguna química nueva; de hecho, hemos reproducido toda la química que Miller y Urey hicieron en 1953”, dijo Zare. El equipo tampoco descubrió nueva física, agregó. Los experimentos se basaron en principios conocidos de la electrostática.
“Lo que, sí hemos hecho, por primera vez, es ver que las pequeñas gotas, cuando se forman a partir del agua, en realidad emiten luz y obtienen esta chispa”, dijo Zare. “Eso es nuevo. Y esa chispa provoca todo tipo de transformaciones químicas”.
Los rayos o relámpagos son una demostración dramática de energía eléctrica, pero también son esporádicos e impredecibles. Incluso en una Tierra volátil hace miles de millones de años, los relámpagos pueden haber sido demasiado infrecuentes para producir aminoácidos en cantidades suficientes para la vida, un hecho que ha puesto en duda tales teorías en el pasado, dijo Zare.
El rocío de agua, sin embargo, habría sido más común que los rayos. Un escenario más probable es que los microrrayos generados por la niebla emitían descargas que producían aminoácidos en zonas de concentración de agua y charcos, donde las moléculas podrían acumularse y formar moléculas más complejas, lo que finalmente llevaría a la evolución de la vida.
“Las microdescargas entre microgotas de agua obviamente cargadas producen todas las moléculas orgánicas observadas previamente en el experimento de Miller-Urey”, dijo Zare. “Proponemos que este es un nuevo mecanismo para la síntesis prebiótica de moléculas que constituyen los componentes básicos de la vida”.
CNN
