La ribosa pudo ayudar a mantener activa la química del boro necesaria para la vida

Un azúcar encontrado en meteoritos pudo haber desempeñado un doble papel en la química que precedió a la vida en la Tierra, según informa Nautilus sobre un estudio publicado en Scientific Reports.

La investigación examina la ribosa, un azúcar frágil que forma parte del ARN. El ARN es importante en los organismos vivos porque ayuda a almacenar y utilizar la información genética, y muchos científicos creen que intervino en las primeras etapas de la vida. El problema es que la ribosa se descompone con facilidad, especialmente cuando se calienta, lo que dificulta explicar cómo pudo sobrevivir una cantidad suficiente en los entornos hostiles de la Tierra primitiva.

El estudio propone que la propia ribosa pudo haber ayudado a resolver ese problema. Cuando la ribosa interactúa con el borato, un compuesto que contiene boro, oxígeno e hidrógeno, el borato puede proteger al azúcar de la descomposición química. Los nuevos hallazgos sugieren que la relación también funcionaba en la otra dirección: la ribosa favorecía la disolución de los minerales de borato, dejando más boro en el agua circundante.

Un ingrediente frágil en una mezcla química ancestral

Los científicos que investigan los orígenes de la vida suelen recrear en el laboratorio posibles reacciones de la Tierra primitiva. Estos experimentos pueden revelar cómo se comportan determinadas sustancias químicas, pero los ingredientes purificados y las condiciones cuidadosamente controladas quizá no reflejen las complicadas interacciones que se dan en entornos naturales.

Por ello, los investigadores utilizaron minerales reales, incluidas costras de borato recogidas en manantiales termales de Puga, en el Himalaya indio. El lugar contiene suficiente boro como para que los depósitos de sal de borato crujan bajo los pies de los visitantes. Sin embargo, incluso estas aguas inusualmente ricas en boro contienen solo una pequeña fracción de la concentración utilizada en algunos experimentos de laboratorio.

Esa diferencia importa porque los minerales que contienen boro, por lo general, se disuelven mal. Gran parte del elemento pasa a formar cristales sólidos en lugar de permanecer en el agua, donde podría participar en reacciones. Los experimentos descritos por Nautilus descubrieron que la ribosa puede interferir en la formación de esos granos sólidos y ayudar a que los minerales de borato se disuelvan. Como resultado, una mayor cantidad de boro permanece disponible en la disolución, mientras que el borato disuelto ayuda a preservar la ribosa.

Esto crea un posible circuito de retroalimentación. Un compuesto mineral protege una molécula orgánica clave, y esa molécula ayuda a mantener el compuesto mineral en una forma químicamente útil. Un proceso así podría haber hecho más favorables las condiciones para las reacciones cada vez más complejas necesarias antes de la aparición de la biología.

Meteoritos, manantiales termales y la Tierra primitiva

La Tierra de hace aproximadamente cuatro mil millones de años era distinta del planeta actual. Su atmósfera contenía poco oxígeno, la actividad volcánica era más intensa y su superficie incluía regiones volcánicas poco pobladas y océanos ricos en hierro. Además, los meteoritos del joven sistema solar golpeaban con frecuencia la superficie, aportando agua y compuestos que contenían carbono.

Nautilus informa de una estimación según la cual alrededor de un millón de toneladas de carbono pudieron llegar cada año durante ese periodo. El meteorito de Murchison, que cayó en Victoria en 1969, ofrece una muestra de los tipos de materiales que pudieron alcanzar la Tierra. Los científicos han encontrado ribosa y otros azúcares en él, mientras que las personas que recogieron fragmentos después de la caída notaron un fuerte olor parecido al queroseno procedente de su contenido rico en carbono.

Una vez depositados, estos compuestos podrían haberse acumulado en lugares donde su llegada superara la velocidad a la que se destruían. Los lagos y estanques poco profundos, por ejemplo, podrían haber concentrado el material a medida que el agua se evaporaba. Estos entornos quizá proporcionaron las mezclas químicas en las que minerales, agua y compuestos orgánicos interactuaron durante largos periodos.

Los estudios sobre el origen de la vida se han centrado tradicionalmente en cómo los minerales pudieron ayudar a que la química orgánica se volviera más compleja. El nuevo trabajo invierte también la relación y pregunta cómo las moléculas orgánicas pudieron haber alterado los minerales que las rodeaban.

Química anterior a la biología

Si la ribosa y compuestos relacionados mantenían una mayor cantidad de boro disuelta, también podrían haber influido en los minerales que se formaron en la superficie primitiva de la Tierra. Probablemente la ribosa era poco común, pero el etilenglicol y el glicerol también pueden unirse al borato. Aún queda por comprobar sus efectos sobre los depósitos minerales naturales.

Los investigadores sugieren que las implicaciones podrían extenderse más allá del boro. Las moléculas que contienen carbono pueden interactuar con minerales que incluyen elementos más abundantes, como la sílice y el calcio. De ser así, las mezclas químicas transportadas por meteoritos o producidas en la Tierra podrían haber afectado a la formación de rocas y depósitos minerales antes de que existieran organismos vivos.

Los organismos modernos transforman visiblemente la geología al producir conchas y estructuras coralinas mediante la biomineralización. El estudio plantea la posibilidad de que los compuestos de carbono no vivos comenzaran a influir en la formación de minerales mucho antes, durante la transición de la geoquímica a la biología.

Aún se desconoce si esas interacciones cambiaron paisajes enteros. Pero examinarlas podría hacer más realistas los modelos de laboratorio sobre el origen de la vida y ayudar a los científicos a evaluar qué entornos de otros mundos podrían favorecer la aparición de la vida.