Protocélulas primordiales podrían haberse ensamblado en la antigua corteza de Marte
Experimentos demuestran que poblaciones de células primitivas podrían haberse ensamblado de forma autónoma en minerales en las primeras condiciones de la Tierra y en la antigua corteza de Marte.
Los modelos
de laboratorio actuales de las células antiguas más primitivas, a menudo
denominadas "protocélulas", que podrían haber iniciado el desarrollo
de la vida hace aproximadamente 4.000 millones de años, consisten típicamente
en cápsulas lipídicas esféricas blandas suspendidas libremente en agua.
Estos
modelos explican bien los pasos iniciales, pero no los posteriores, en el
desarrollo hacia protocélulas subestructuradas, como la formación de
compartimentos internos o el posible intercambio de componentes internos entre
diferentes unidades individuales.
En un
artículo recientemente aceptado en la revista ChemSystemsChem, un equipo de
investigadores de la Universidad de Oslo, la Universidad de Colorado y la
Universidad de Copenhague, muestran el desarrollo autónomo de compartimentos
prebióticos en secciones delgadas de superficies naturales, uno de ellos
obtenido del meteorito marciano NWA 7533.
Para sus
experimentos, los investigadores pusieron pequeñas gotas de lípidos
desordenadas suspendidas en agua en contacto con superficies naturales y
observaron las interacciones bajo un microscopio óptico de alta resolución. Se
cree que los lípidos se encuentran entre las primeras moléculas orgánicas de la
Tierra primitiva.
Observaron
la formación espontánea de morfologías de protocélulas extraordinarias en las
superficies naturales, predominantemente aglomerados densos de células
primitivas, incluidas redes de protocélulas interconectadas por
"carreteras" tubulares de tamaño nanométrico. Se demostró que las
poblaciones de protocélulas crecen principalmente en las fracturas de las
superficies naturales investigadas y permanecen allí intactas durante varios
días.
Los
investigadores descubrieron anteriormente que la energía intrínseca de las
superficies naturales, que eran abundantes en la Tierra primitiva, podría haber
sido utilizada por los depósitos de lípidos para transformarse de forma
autónoma en capas de membrana primitivas de espesor molecular.
Dado que las moléculas de combustible bioquímico
utilizadas por las células modernas probablemente no existían en la Tierra
primitiva, esta fuente de energía, que es lo suficientemente grande como para
causar reordenamientos moleculares simples, podría haber tenido un papel
fundamental en la formación de comunidades robustas de protocélulas unidas a la
superficie.
Tales poblaciones de protocélulas individuales
interconectadas pueden transferir fácilmente componentes internalizados,
comunicarse químicamente y también resistir mejor las duras condiciones
ambientales.
Resultados
similares observados en una muestra de meteorito marciano, que representa un
período muy temprano en el desarrollo del planeta rojo donde el agua
probablemente estuvo presente, proporciona evidencia de que la autoformación de
células primitivas en Marte también es una posibilidad distinta, y tal vez
pueda complementar los hallazgos anticipados de las misiones robóticas de Perseverance
and Ingenuity.
Las
burbujas prebióticas que se adhieren a los soportes sólidos pueden abrir
pequeños poros durante tiempos muy cortos y absorber el ARN polimérico genético
a través de los poros. El ARN puede autorreplicarse y se supone que existe en
el origen de la vida antes que el ADN y las proteínas.
Los
hallazgos de los investigadores respaldan el 'Mundo de los lípidos', una etapa
hipotética en la evolución temprana durante la cual los lípidos desempeñaron
múltiples funciones clave simultáneamente, incluida la formación de
compartimentos, la autorreproducción colectiva y la herencia composicional.
La
formación de poblaciones de protocélulas en superficies naturales podría haber
sido el punto de partida de una ruta factible hacia la transformación de
entidades no vivas a vivas.
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