Un paso esencial en la evolución de la vida en la Tierra podría haber tenido lugar en el aire: ScienceAlert


El surgimiento de la vida en un ‘pequeño estanque cálido’ hace unos 4.500 millones de años es una base relativamente sólida de la biología moderna.

A pesar del papel vital del agua para facilitar las primeras reacciones orgánicas en la Tierra, uno de los ingredientes más básicos no se formará en entornos acuosos, lo que plantea la cuestión de cómo la vida los adquirió inicialmente.

Un nuevo experimento revela cómo podrían haber tenido lugar estas reacciones químicas críticas.

Los enlaces amida son los enlaces en las cadenas de aminoácidos que forman la base de tantos componentes cruciales de la vida, incluidos los péptidos (cadenas cortas de aminoácidos) y las proteínas (cadenas más largas de aminoácidos que pueden funcionar en forma de enzimas). .

El problema es que los enlaces amida en realidad se ven obstaculizados por el agua, lo cual es un problema en un mundo oceánico como la Tierra antigua. Algo más debe haber entrado en juego, piensan los científicos, y el nuevo estudio sugiere que fue en el límite del agua y el aire donde ocurrió la magia.

“Aquí informamos una reactividad única de los aminoácidos libres en la interfaz aire-agua de las gotas de agua de tamaño micrométrico que conduce a la formación de isómeros peptídicos en una escala de tiempo de milisegundos”, escriben el químico de la Universidad de Purdue, Dylan Holdena, y sus colegas en su artículo publicado. .

“Esta reacción se realiza en condiciones ambientales y no requiere reactivos adicionales, ácido, catalizadores o radiación”.

El equipo roció microgotas de agua que contenían dos aminoácidos, glicina y L-alanina, hacia un dispositivo de espectrómetro de masas para un análisis químico detallado. Se demostró que se formaba una cadena de dos aminoácidos, un dipéptido, en las gotitas.

Dado que los dipéptidos pueden construir más cadenas de aminoácidos, se considera que los resultados implican que las microgotas en el aire podrían haber acelerado la construcción temprana de cadenas peptídicas al exponer los aminoácidos disueltos al aire.

Hace miles de millones de años, estas microgotas pueden haberse producido en forma de rocío marino que se extrajo del océano, creando los enlaces químicos esenciales para que se desarrolle la vida.

Además, la reacción observada en estos experimentos ocurrió sin la adición de ningún otro agente químico, catalizador o fuente de radiación, lo que hace más probable que pudiera haber estado ocurriendo hace miles de millones de años en la Tierra.

“La generación observada de péptidos a partir de aminoácidos libres en la interfase aire-agua de las gotas de agua pura, el más simple de todos los sistemas prebióticos, sugiere que entornos como los aerosoles atmosféricos o el rocío marino pueden haber proporcionado un entorno único y ubicuo para superar la energía obstáculos asociados con la condensación y la polimerización de biomoléculas en el agua”, escriben los investigadores.

Si el equipo tiene razón, donde las microgotas de agua golpean el aire, en las escalas más pequeñas, el ambiente podría estar seco en lugar de húmedo, lo que significa que proporcionaría las condiciones en las que se pueden sintetizar dipéptidos.

Los científicos han estado ocupados buscando todo tipo de explicaciones sobre cómo se podrían haber formado cadenas de aminoácidos en ambientes oceánicos. Los respiraderos hidrotermales pueden haber jugado un papel, por ejemplo, o tal vez un asteroide visitante. Ahora, hay una nueva opción.

Sin embargo, todavía es una hipótesis por ahora, y se requerirán estudios futuros para determinar cómo se unen estas cadenas de aminoácidos y cómo estos componentes químicos básicos llevaron a la vida en la Tierra que conocemos hoy.

“Esta reactividad proporciona una ruta plausible para la formación de los primeros biopolímeros en ambientes acuosos”, escriben los investigadores.

La investigación ha sido publicada en PNAS.