Apuntes científicos desde el MIT

En 1953 el químico Stanley Miller realizó uno de los experimentos más famosos de la historia de la ciencia. Diseñó un aparato de vidrio donde intentó recrear las condiciones de la Tierra primigenia para ver si aparecía algo cercano a la vida. Mezcló agua con metano, amoniaco e hidrógeno (los gases que supuestamente contenía la atmósfera), y aplicó descargas eléctricas para simular la gran cantidad de rayos que caían sobre su superficie en esos momentos.
A las pocas horas el matraz ya contenía varios aminoácidos diferentes, las moléculas que constituyen las proteínas. El hallazgo fue sorprendente, porque reflejaba la tremenda facilidad con que se podían formar moléculas orgánicas complejas a partir de otras mucho más sencillas, y daba una gran esperanza a la comprensión científica del origen de la vida en la Tierra. El experimento reforzaba la hipótesis de que todo empezó en una sopa prebiótica, una especie de balsas en las laderas de los volcanes donde poco a poco se iban formando moléculas, recombinándose, y aumentando de complejidad hasta generar algo que pudo metabolizar energía del exterior, mantener una estructura estable, y hacer copias de si mismo.
55 años después los geólogos saben que la composición atmosférica en los albores de la Tierra era muy diferente a la que utilizó Miller en su experimento, y esa idea de caldo primigenio en pequeños lagos superficiales también está siendo descartada por escenarios más propensos a mantener una actividad química que pudiera dar lugar a las primeras estructuras celulares, como el interior de la Tierra, los fondos oceánicos… El experimento de Miller mantiene un indiscutible gran valor conceptual, siempre será un referente para todos los investigadores en el campo de la química prebiótica, pero como pista válida para perseguir las primeras etapas del verdadero origen de la vida perdió toda su vigencia.
Hasta el curioso hallazgo publicado la semana pasada en Science.

Lo viales extraviados de Miller
Stanley Miller falleció en Mayo del 2007, y sus pertenencias científicas quedaron en manos de Jeffrey Bada, uno de sus últimos colaboradores. Revisando su viejo laboratorio Bada encontró una caja llena de botecitos y etiquetada como “Experimentos de 1953-54”. Contrastando con las libretas originales de Miller, Bada comprobó que esos viales contenían muestras del famoso experimento, pero también de dos versiones más que había realizado alterando ligeramente las condiciones iniciales. En una de esas versiones Miller había inyectado vapor de agua directamente en el lugar donde mezclaba los gases con las descargas eléctricas, algo que en ese momento no tenía gran importancia, pero que ahora recobraba interés, porque las erupciones volcánicas de la Tierra primigenia sí podían emitir gases como los que Miller había utilizado y formar nubes a su alrededor cuya composición sí estaría acorde con las condiciones de su experimento.
Miller había analizado dichas muestras, pero no con los espectrómetros tan sensibles que existen actualmente. El verano pasado Jeffrey Bada y otro científico llamado Adam Jonson volvieron a analizar las muestras y descubrieron hasta 22 aminoácidos en esa versión ignorada por Miller, el doble de los que había anunciado anteriormente. Además, 20 de ellos coinciden con los que constituyen las proteínas de los seres vivos.
Es decir, el experimento publicado por Miller había perdido validez porque las condiciones que utilizó no era fieles a la atmósfera primitiva, pero sin él saberlo había realizado otro que sí reproducía bien cómo podían ser las nubes cercanas a los volcanes, y además contenía muchos más aminoácidos de los que él había podido detectar.

Los autores del artículo de Science con concluyen que este descubrimiento refuerza la hipótesis ya existente de que los entornos de volcanes son buenos candidatos para haber cocinado las primeras formas de vida.

Representa eso el origen de la vida???
Para nada. La verdad, esta nueva investigación parece más una anécdota curiosa a añadir al famosos experimento de Miller que una pista muy trascendente sobre cómo pudo empezar la vida. Sobre todo porque si algo refuerza es la idea de que los aminoácidos y otras moléculas orgánicas se pueden formar con tanta facilidad, que si no lo hicieron en unas condiciones lo hicieron en otras. O en varias a la vez. No parece que esta generación de los primeros aminoácidos, lípidos o ácidos nucleicos sea un factor relevante, seguro que la Tierra estaba llena de ellos. El gran reto a solucionar en la comprensión científica del origen de la vida es saber cómo estas moléculas llegaron a constituir proteínas que tuvieran capacidad catalítica, o ácidos nucleicos que codificaran información, en qué orden, y cómo pudieron llegar a ensamblarse en algo tan complejo como es una célula. Aquí es donde se encuentran las investigaciones más apasionantes.
¿Qué fue antes, el gen o la proteína? ¿o lo primero es la estructura, una membrana lipídica que facilite un espacio cerrado donde se combinen tales moléculas?
¿Es más importante el metabolismo (un ciclo químico que permita el intercambio de energía) o la información (genes)? Mucho antes de la llegada del ADN, ¿hubo un mundo previo de ARN, molécula que también puede codificar información y al mismo tiempo capacidad catalítica?
Estas son las verdaderas preguntas a resolver si queremos comprender el misterio del origen de la vida. El experimento que se llevaría el gran premio sería aquel que, en lugar de meter metano, hidrógeno, amoníaco en un matraz y comprobar que se forman aminoácidos o nucleótidos, pusiera nucleótidos, lípidos, aminoácidos… y le saliera un pedazo de proteína catalizando reacciones orgánicas dentro de una protocélula. Esto sí que sería espectacular. Pero no tan descabellado! porque por sorprendente que parezca, la vida en la Tierra se originó muy pronto tras la formación del planeta. Incluso según algunos la generación de vida no es un proceso tan complicado. Todavía recuerdo un seminario en nuestro Fellowship del MIT de Charles Marshall , biólogo evolutivo cuando nos dijo algo parecido a “la formación de las primeras bacterias no es el paso más insólito de la evolución. A los pocos millones de años ya había seres unicelulares sobre la Tierra, probablemente la vida apareció y desapareció varias veces hasta que un cierto tipo prosperó. Y seguro que hay formas de vida simples en otros planetas. En cambio, costó 2.000 millones de años que esos microorganismos se agruparan formando seres pluricelulares. Éste es el paso verdaderamente significativo, inesperado, y quizás único.”