Puede que la vida no haya comenzado con un dramático rayo en el océano, sino a partir de muchos intercambios más pequeños de «microrayos» entre las gotas de agua de las cascadas o de las olas rompientes.
por la Universidad de Stanford
Una nueva investigación de la Universidad de Stanford muestra que el agua rociada en una mezcla de gases que se cree estaban presentes en la atmósfera primitiva de la Tierra puede conducir a la formación de moléculas orgánicas con enlaces de carbono-nitrógeno, incluido el uracilo, uno de los componentes del ADN y el ARN.
El estudio, publicado en la revista Science Advances aporta evidencia y una nueva perspectiva a la controvertida hipótesis de Miller-Urey, que sostiene que la vida en el planeta surgió a partir de la caída de un rayo . Esta teoría se basa en un experimento de 1952 que demostró que los compuestos orgánicos podían formarse mediante la aplicación de electricidad a una mezcla de agua y gases inorgánicos.
En el estudio actual, los investigadores descubrieron que el rocío de agua, que produce pequeñas cargas eléctricas, podría realizar ese trabajo por sí solo, sin necesidad de electricidad adicional.
«Las descargas microeléctricas entre microgotas de agua con carga opuesta producen todas las moléculas orgánicas observadas previamente en el experimento de Miller-Urey, y proponemos que este es un nuevo mecanismo para la síntesis prebiótica de moléculas que constituyen los componentes básicos de la vida», dijo el autor principal Richard Zare, profesor de Ciencias Naturales Marguerite Blake Wilbur y profesor de Química en la Facultad de Humanidades y Ciencias de Stanford.
El poder y el potencial de los microrrelámpagos
Se cree que durante un par de miles de millones de años después de su formación, la Tierra tuvo un remolino de sustancias químicas pero casi ninguna molécula orgánica con enlaces carbono-nitrógeno, que son esenciales para las proteínas, enzimas, ácidos nucleicos, clorofila y otros compuestos que forman los seres vivos actuales.
La formación de estos componentes biológicos ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo, y el experimento de Miller-Urey proporcionó una posible explicación: los rayos que caen en el océano e interactúan con gases de los planetas primitivos, como el metano, el amoníaco y el hidrógeno, podrían crear estas moléculas orgánicas.
Los críticos de esa teoría han señalado que los rayos son demasiado infrecuentes y el océano demasiado grande y disperso como para que ésta sea una causa realista.
Zare, junto con los investigadores postdoctorales Yifan Meng y Yu Xia, y el estudiante de posgrado Jinheng Xu, propone otra posibilidad con esta investigación. El equipo primero investigó cómo las gotas de agua desarrollaban diferentes cargas al dividirse por una pulverización o salpicadura.
Descubrieron que las gotas más grandes solían tener cargas positivas, mientras que las más pequeñas eran negativas. Cuando las gotas con carga opuesta se acercaban, saltaban chispas entre ellas. Zare llama a esto «microrrelámpagos», ya que el proceso está relacionado con la forma en que la energía se acumula y se descarga en forma de relámpagos en las nubes. Los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad para documentar los destellos de luz, difíciles de detectar para el ojo humano.
Aunque los diminutos destellos de microrrelámpagos sean difíciles de ver, aún contienen mucha energía. Los investigadores demostraron esta energía rociando agua a temperatura ambiente con una mezcla de gases que contiene nitrógeno, metano, dióxido de carbono y amoníaco, gases que se cree que estaban presentes en la Tierra primitiva.
Esto dio lugar a la formación de moléculas orgánicas con enlaces carbono-nitrógeno, entre las que se incluyen el cianuro de hidrógeno, el aminoácido glicina y el uracilo.
Los investigadores sostienen que estos hallazgos indican que no fueron necesariamente los rayos, sino las diminutas chispas producidas por las olas o las cascadas al romperse, las que dieron inicio a la vida en este planeta.
«En la Tierra primitiva, había chorros de agua por todas partes, en grietas o contra las rocas, y estos pueden acumularse y provocar esta reacción química», dijo Zare. «Creo que esto soluciona muchos de los problemas que se plantean con la hipótesis de Miller-Urey».
El equipo de investigación de Zare se centra en investigar el poder potencial de pequeños fragmentos de agua, incluyendo cómo el vapor de agua puede ayudar a producir amoníaco, un ingrediente clave en los fertilizantes , y cómo las gotas de agua producen espontáneamente peróxido de hidrógeno .
«Generalmente pensamos que el agua es algo inocuo, pero cuando se divide en forma de pequeñas gotas, el agua es altamente reactiva», dijo.
Más información: Yifan Meng et al., La pulverización de microgotas de agua genera luminiscencia y provoca reacciones químicas en el gas circundante, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt8979 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt8979
