Investigadores holandeses revelan el posible origen de las especies abióticas

• Responderían así a cómo puede la vida proceder de una sopa química sin vida
• Estos expertos han buscado respuesta en la autoorganización y la autocatálisis

Los científicos asumen que es imposible saber cómo empezó realmente la vida en la Tierra.

Un equipo de científicos de la Universidad de Groninga, Países Bajos, ha trabajado para responder a la cuestión sobre cómo puede la vida proceder de una sopa química sin vida, una pregunta que ha desconcertado a los científicos desde 'El origen de las especies' de Charles Darwin. Liderados por el profesor de Química de Groninga Sijbren Otto, estos expertos estudiaron la 'evolución química' para ver si la autoorganización y la autocatálisis podría proporcionar la respuesta, una investigación que se detalla en un artículo que se publica este lunes en 'Nature Chemistry'.

Su equipo de investigación desarrolló previamente moléculas autoreplicantes -moléculas que pueden hacer copias de sí mismas- y ahora han observado la diversificación en mutantes replicadoras. Estos expertos han visto que si se comienza con un juego ancestral de mutantes replicadoras, un segundo conjunto se ramifica de forma espontánea, lo que significa que la diversidad ecológica como se encuentra en la biología puede tener sus raíces a nivel molecular.

Es imposible saber cómo empezó realmente la vida en la Tierra, pero eso no impide que los científicos traten de averiguar cómo podría haber comenzado, puesto que no se trata sólo de una cuestión de curiosidad. Los procesos involucrados incluyen autocatálisis (en el que las moléculas promueven la formación de copias de sí mismas) y autoorganización (en el que las moléculas de forma espontánea se organizan en estructuras de orden superior), que son conceptos importantes en campos como la ciencia de los materiales.

Otto ha estado trabajando en la evolución química desde hace varios años. "Comenzó con un descubrimiento casual -explica-. Encontramos algunos pequeños péptidos que podrían organizarse a sí mismos en anillos, los cuales podrían formar montones. Una vez que empieza a formarse un montón, continuará creciendo y entonces se multiplicará irrumpiendo en dos montones más pequeños. Estos podrían entonces crecer y romperse de nuevo y así, sucesivamente. Los montones también estimularon la formación de los anillos de los que se componen. Los montones y los anillos se llaman 'replicadores', ya que son capaces de hacer copias de sí mismos".

Ene Sadownik, investigador del equipo de Otto, descubrió que si se ofrece a replicadores dos tipos diferentes (A y B) de bloques de construcción ("alimento") harán copias de sí mismos. Este experto observó la aparición de un conjunto de mutantes replicadores que se especializaron en alimentos A, pero también incorporaron algunos B. Los anillos principalmente se compusieron por bloques de construcción A, con sólo unos pocos B.

Relación ancestral entre los conjuntos

Algunos días más tarde, Sadownik vio un segundo grupo de mutantes que emergieron especializados en alimentarse de los B, pero que también toleraban algún A. Este segundo grupo resultó ser un descendiente del primero, lo que significaba que había una relación ancestral entre los conjuntos, algo que es muy similar a cómo se forman las nuevas especies a partir de las ya existentes durante la evolución biológica, salvo que este proceso de formación de especies no involucra organismos biológicos en toda regla, pero se da lugar a nivel molecular.

Mirar el proceso de 'especiación' molecular con más detalle permitió a los investigadores identificar mutantes específicos dentro de la primera serie de replicadores que fueron responsables de la generación del segundo grupo. Por lo tanto, establecieron el mecanismo por el cual se forman las especies replicadoras con un detalle sin precedentes a nivel molecular. La diversificación espontánea de moléculas replicadoras en distintos grupos bien pudo haber sido el primer paso en un largo proceso que ha llevado a la impresionante diversidad ecológica que vemos a nuestro alrededor hoy.

Esto muestra cómo pueden surgir nuevas "especies" a través de la evolución química. Otto explica: "Por supuesto, el término especiación sólo se debe utilizar cuando se refiere a los organismos que se reproducen sexualmente, pero nuestro trabajo muestra muchos patrones iguales. La parte emocionante es que empezamos sin replicadores, vemos primero un tipo emergente y luego después de un tiempo, otro. Eso es ciertamente más significativo".

Introducción de la muerte

El siguiente paso es introducir la muerte, lo que se puede hacer mediante la alimentación del sistema con un flujo constante de bloques de construcción, mientras se drenan los contenidos de reacción del recipiente. Los replicantes sólo pueden sobrevivir en este sistema cuando su tasa de crecimiento es superior a la tasa de eliminación.

"Podríamos entonces sembrar un sistema de este tipo con un conjunto de mutantes replicadores y luego cambiar el medio ambiente, por ejemplo, mediante la adición de otro disolvente. Esto cambiaría la aptitud de los distintos mutantes replicadores y modificaría la población de mutantes hacia los que son mejores replicantes en el nuevo entorno", añade.