Los orificios hidrotermales en el fondo del mar podrían haber producido de forma espontánea las moléculas orgánicas necesarias para la vida, según una nueva investigación por los químicos de la Universidad Pública de Londres (UCL - University College London). El estudio muestra cómo las superficies de las partículas minerales dentro de las fuentes hidrotermales tienen propiedades químicas similares a las enzimas, las moléculas biológicas que rigen las reacciones químicas en los organismos vivos. Esto significa que los orificios no son capaces de crear moléculas simples basadas en carbono, tales como metanol y ácido fórmico, fuera del CO2 disuelto en el agua.
El descubrimiento, publicado en la revista Chemical Communications, explica cómo algunos de los elementos fundamentales de la química orgánica ya se estaban formando en la naturaleza antes de que surgiera la vida (y pudo haber jugado un papel en la aparición de las primeras formas de vida). También tiene potenciales aplicaciones prácticas, que muestra cómo los productos, tales como plásticos y combustibles pueden ser sintetizados a partir de CO2 en lugar de aceite.
"Hay un montón de especulaciones de que los orificios hidrotermales podrían ser el lugar donde comenzó la vida en la Tierra", dice Nora de Leeuw, que dirige el equipo. "Hay una gran cantidad de CO2 disuelto en el agua, lo que podría proporcionar el carbono en el que se basa la química de los organismos vivos, y hay un montón de energía, debido a que el agua está caliente y turbulenta. Lo que nuestra investigación demuestra es que estos orificios también tienen las propiedades químicas que fomentan estas moléculas para recombinar en otras moléculas generalmente asociadas con los organismos vivos ".
El equipo combinó experimentos de laboratorio con simulaciones de supercomputación para investigar las condiciones en que las partículas minerales podrían catalizar la conversión de CO2 en moléculas orgánicas. Los experimentos replican las condiciones presentes en los orificios hidrotermales de aguas profundas, donde el agua caliente y ligeramente alcalina, rica en CO2 disuelto pasa sobre el mineral greigite (Fe3S4), ubicado en las superficies internas de los conductos de los orificios. Estos experimentos insinuaban los procesos químicos que estaban en marcha. Las simulaciones, que se ejecutan en el sector del super-ordenador de la UCL y el servicio de super-computación nacional del Reino Unido, presentaron una visión molécula por molécula de cómo el CO2 y el greigite interactuaron, ayudando a dar sentido a lo que se observa en los experimentos. La potencia de cálculo y los conocimientos de programación para simular con precisión el comportamiento de las moléculas individuales de esta manera, sólo ha podido realizarse en la última década.
"Hemos encontrado que las superficies y estructuras cristalinas dentro de estos respiraderos actúan como catalizadores, fomentando cambios químicos en el material que se deposita en ellos", dice Nathan Hollingsworth, un coautor del estudio. "Se comportan de forma similar a enzimas en organismos vivos, rompiendo los enlaces entre los átomos de carbono y oxígeno. Esto les permite combinarse con agua para producir ácido fórmico, ácido acético, metanol y ácido pirúvico. Una vez que tenga simples productos químicos a base de carbono como éstos, se abre la puerta a la más compleja química basada en carbono".
Las teorías sobre el surgimiento de la vida sugieren que cada vez más la química basada en el carbono generó moléculas auto replicantes y, finalmente, la aparición de las primeras formas de vida celular. Esta investigación muestra cómo pudo haber ocurrido uno de los primeros pasos en este viaje. Es la prueba de que las moléculas orgánicas simples pueden ser sintetizadas en la naturaleza sin que organismos vivos estén presentes. También confirma que los orificios hidrotermales son un lugar plausible de al menos una parte de este proceso para que haya ocurrido.
El estudio también podría tener una aplicaciones prácticas, ya que proporciona un método para la creación de productos químicos basados en el carbono fuera de CO2, sin la necesidad de calor o presión extrema. Esto podría, a largo plazo, sustituir el aceite como materia prima para productos tales como plásticos, fertilizantes y combustibles.
Este estudio muestra, aunque en una escala muy pequeña, que tales productos, que se producen actualmente a partir de materias primas no renovables, se pueden producir de formas más amigables con el medio ambiente. Si el proceso se puede desarrollar hasta escalas comercialmente viables, no sólo ahorraría petróleo, sino que utilizaría el CO2 (un gas de efecto invernadero) como materia prima.
Artículo extraído de www.sciencedaily.com
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