Cercant la geologia que va posar en marxa la vida

L’origen del metabolisme cel·lular, crucial d’una manera o altre per a tots els éssers vius, es remunta al passat geològic remot de la Terra. En algun moment, fa prop de 4.000 milions d’anys, es va produir un salt desconegut des de la geoquímica a la bioquímica a la Terra. El gran enigma de com es va formar matèria viva a partir d’ingredients inerts ha acompanyat la biologia des dels seus inicis com a ciència. La baula perduda entre la geoquímica i la bioquímica ha estat investigat des de diversos fronts, i en els últims anys estan sorgint teories i apareixent dades que ens acosten cada vegada més als processos que van fer possible aquesta fascinant transició des d’una a l’altra.

Un nou exemple d’això és l’estudi dut a terme per l’equip de Terry Kee de l’Escola de Química a la Universitat de Leeds, Regne Unit, i Laura Barge, de l’Institut d’Astrobiologia de la NASA als Estats Units.

Kee i els seus col·legues han desenvolupat una nova manera de simular els processos energètics que van poder portar al sorgiment del metabolisme cel·lular a la Terra. Aquesta línia de recerca, propiciada per un estudi anterior de Kee i altres, sobre el qual en NCYT de Amazings parlem en un article (http://noticiasdelaciencia.com/not/7136/) de maig de 2013, podria també permetre fer estimacions més fiables sobre quin tipus de condicions geoquímiques en altres planetes serien les idònies per conduir a la formació de vida.

Segons algunes teories, la vida a la Terra va poder començar a partir d’organismes vius extraterrestres transportats aquí per meteorits. No obstant això, molts científics creuen que la vida del nostre món va sorgir en llocs com les fumaroles hidrotermals del fons oceànic, formant-se a partir de matèria inanimada com la dels compostos químics presents en certs gasos i minerals.

“Abans de la vida biològica, es podria dir que la Terra primitiva posseïa ” vida geològica “. Pot semblar estrany considerar la geologia, que tracta de roques i minerals inanimats, com una cosa viva. Però què és la vida ? “, Declara Kee provocativament. “Molta gent ha fracassat en intentar trobar una resposta satisfactòria a aquesta pregunta. Així que en comptes d’això, el que hem fet és veure què fan de manera igual totes les formes de vida, i resulta que totes fan servir els mateixos processos químics que actuen en una cèl·lula de combustible per generar la seva energia. ”

Les cèl·lules de combustible generen electricitat fent reaccionar combustibles i oxidants. Això és un exemple de reacció de reducció – oxidació (reacció redox), ja que mentre que una molècula perd electrons (és oxidada), una altra els guanya (és reduïda).

Reaccions semblants actuen en la fotosíntesi de les plantes i en la ” respiració ” de les cèl·lules en el cos humà.

 

Certs entorns geològics, com les fumaroles hidrotermals, poden ser considerats com a ” cèl·lules de combustible mediambientals”, atès que pot generar energia elèctrica a partir de reaccions redox entre combustibles hidrotermals i oxidants de l’aigua de mar, com l’oxigen. Efectivament, l’any passat investigadors al Japó van demostrar que es pot capturar energia elèctrica d’aquestes fumaroles en un experiment a gran profunditat davant la costa d’Okinawa.

En el nou estudi, els investigadors han presentat una prova de la validesa del concepte en què es basa el seu model de cèl·lula o cel·la de combustible natural que va poder potser ser la clau per al sorgiment del metabolisme cel·lular a la Terra.

Treballant a la Universitat de Leeds i al JPL (Jet Propulsion Laboratory, o Laboratori de Propulsió a Raig) de la NASA a Pasadena, Califòrnia, l’equip va descartar els catalitzadors comuns de platí en cèl·lules de combustible i experiments elèctrics, reemplaçant-los per catalitzadors compostos de minerals amb historial geològic en el passat remot de la Terra.

Els resultats dels experiments són fascinants. Alguns minerals certament van poder haver conduït a reaccions redox geològiques, portant més tard a un metabolisme biològic. En el punt de mira dels científics estan minerals elèctricament conductors que contenen ferro i níquel, i que es creu que eren comuns a la Terra primitiva.

El ferro i el níquel són molt menys reactius que el platí. No obstant això, una producció energètica petita però significativa va demostrar amb èxit que aquests metalls poden generar electricitat a la cèl·lula de combustible, i per tant actuar com a catalitzadors per a reaccions redox dins fumaroles hidrotermals a la Terra primitiva.

Les pistes obtingudes sobre aquests processos geoquímics iniciadors de vida, i el mètode d’investigació utilitzat en el nou estudi, es poden a més aplicar a altres mons, per determinar si és factible que hagi sorgit vida en ells. Un és Europa, lluna de Júpiter. Un altre és Mart en el seu passat.

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google photo

Esteu comentant fent servir el compte Google. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s