El hallazgo en una fosa de purines que ha permitido avanzar en el conocimiento del origen de la vida en la Tierra

Resulta que después de décadas investigando sobre el origen de la vida en el planeta, 4.200 millones de años atrás, la pista estaba en una fosa de purines de una granja de cerdos.

No es algo simple, pero ha permitido confirmar que, tal y como intuyó Charles Darwin, todo comenzó en una 'pequeña charca caliente' donde la química propició que surgiera lo que hoy conocemos como ADN, la proteína base del código genético de los seres vivos.

Así se desprende de un estudio internacional dirigido por el hoy profesor de la Universidad de Alcalá, César Menor-Salván, como parte del equipo científico del NSF-NASA Center for Chemical Evolution (CCE) en Atlanta, Estados Unidos.

Fue por casualidad. La limpieza de una fosa de purines en una granja de Gerona dejó al descubierto la formación de grandes cristales. “El propietario pensó que era un mineral raro y me mandó unas muestras. Resultó ser estruvita, un mineral. Es una forma de recoger el nitrógeno, el magnesio y el fósforo de los desechos de los cerdos para que sea reutilizado como fertilizante”.

Los cristales, “muy bonitos y de varios centímetros”, fueron analizados tras encontrase formaciones “en enorme cantidad”. 

César Menor-Salván trabajaba entonces con el fosfato y lo ocurrido en la granja le dio qué pensar. “Se había formado estruvita en un entorno con poco oxígeno y mucha urea. Pensé que eran condiciones muy similares a las de la Tierra primitiva en donde se formaban pequeños lagos alrededor de zonas volcánicas que acumulaban compuestos orgánicos generados en la atmósfera o incorporados a través de meteoritos”.

Entre esos compuestos orgánicos se encontraba la urea. Este elemento se habría quedado concentrado con el efecto de la evaporación hasta formar una sustancia viscosa. El profesor cita el “famoso experimento de Stanley Miller en los años 50 que propició el arranque del estudio experimental del origen de la vida que ya hablaba de estas acumulaciones de urea”. A este elemento hay que sumar el papel jugado por el cianuro.

Cianuro y urea, toda una ironía en el origen de la vida

La investigación sobre el origen de la vida en el planeta Tierra ha desvelado toda una ironía. “La urea es el producto de desecho de los mamíferos y resulta curioso que fuese un componente fundamental en el inicio de todo. Por otro lado, el cianuro es un compuesto que todos asociamos con la toxicidad”.

Fue en el año 2014 cuando durante el desarrollo de un proyecto en el Centro de Evolución Química de Atlanta los investigadores se plantearon varias cuestiones fundamentales sobre el origen de la vida y en concreto al origen del fosfato.

“Todos sabemos que es un componente de los huesos, pero además tiene una labor fundamental en todos los organismos vivos del planeta porque hace posible que exista el ADN y el ARN”.

El fosfato es el que permite conectar todo el código genético. El científico lo explica con una metáfora. “Es como lo que conecta los vagones de un tren, para que funcione necesitamos que estén conectados”.

Pero, ¿cómo se produjo su incorporación al proceso que originó los ácidos nucleicos (ADN-ARN) tan importantes en la Biología? Ahora los investigadores creen haber encontrado la clave que dio lugar a las moléculas que están en el origen de la vida “después de décadas de darle vueltas al problema”.

El científico recuerda que fosfato “en una forma tremendamente insoluble”. La cuestión era saber cómo había logrado integrarse. Se han encontrado varias soluciones “que convergen” y, añade, “creemos que el problema está resuelto”.

Las sustancias orgánicas prebióticas acumuladas en los lagos o charcas calientes junto al cianuro alteraron las rocas, permitiendo la liberación del fosfato formando minerales efímeros, como la estruvita, así como su incorporación a moléculas orgánicas, formando nucleótidos. Estos nucleótidos son componentes esenciales del ADN, necesarios para que se originase la vida.

“El proceso podría estar repitiéndose en otros sistemas solares”

¿Qué supone el descubrimiento para el mundo científico?, preguntamos. César Menor-Salván explica que del descubrimiento permite avanzar hacia la que fue la primera conexión del código genético. “Hay que seguir trabajando, la ciencia requiere tiempo y paciencia para despejar incógnitas sobre el origen de la vida”.

En los diez últimos años los progresos han sido mayores que en los 30 o 40 anteriores, apunta. Sigue trabajando para resolver la incógnita de la formación de las moléculas a las que se conecta el fosfato. También hay que investigar en qué condiciones lo hicieron. “Queremos saber que ocurrió en la Tierra o en Marte hace 4.200 millones de años”. Y además otra cuestión a resolver es, una vez formadas, cómo fue su evolución.

Todos estos procesos son “universales” y pudieron haber ocurrido en la Tierra o en otros planetas. “Sabemos que en Marte y en la Luna hay rocas muy ricas en fosfato. Todo el proceso del que hablamos puede estarse produciendo incluso en otros sistemas solares”.

De hecho, los resultados científicos en los que se encuadra este estudio forman parte del programa de Astrobiología de la NASA y son “una parte crítica del trabajo de la agencia para entender el Universo, avanzar en la exploración humana e inspirar a la siguiente generación”.

El proyecto necesita financiación para seguir avanzando

El problema ahora es la falta de fondos. “Hasta ahora todo ha estado financiado por la NASA y Estados Unidos, pero el proyecto ha terminado y en ningún momento he tenido financiación por parte de España”.

César Menor-Salván trabaja en el departamento de Biología de Sistemas de la Universidad de Alcalá. “No dispongo de fondos, pago los experimentos de mi bolsillo y lo hago también con ayuda de algunos colegas. Gracias a los compañeros de Atlanta he podido traer esta línea de investigación a la Universidad de Alcalá, sobre el origen de la vida y la Astrobiología. Me gustaría seguir desarrollándola”.

El investigador recuerda una cuestión clave para que España pueda alejarse de los habituales “criterios estrechos” de los políticos en torno a la investigación: “Si no hacemos ciencia no seremos competitivos, pero la ciencia no se puede basar solo en criterios de excelencia. Es una exploración y cuántos más exploradores tengamos, más posibilidades de resultados tendremos, sean grandes o pequeños. Todos son importantes”.

Después aboga por la función “educadora” de los científicos y confía en que la ciudadanía termine pidiéndolo. Puede ser la clave.

Para leer el trabajo original puedes hace click en este enlace

Otros enlaces de interés:

Astrobiología en la NASA

Foro de Mineralogía Formativa