El ácido ribonucleico (ARN), análogo del ADN que probablemente fue el primer material genético para la vida, se forma espontáneamente en el vidrio de lava basáltica.
El descubrimiento, con implicaciones para determinar el origen de la vida en la Tierra, y puede que en Marte, fue presentado el viernes en la revista Astrobiology por científicos de la Foundation for Applied Molecular Evolution.
Este tipo de vidrio abundaba en la Tierra hace 4 mil 350 millones de años. Basaltos similares de esta antigüedad sobreviven hoy en Marte.
«Las comunidades que estudian los orígenes de la vida han divergido en los últimos años», comentó Steven Benner, coautor del estudio. «Una comunidad revisa las preguntas clásicas con esquemas químicos complejos que requieren una química difícil realizada por químicos expertos», explicó Benner. «Su hermosa artesanía aparece en revistas de marca como Nature y Science». Sin embargo, precisamente debido a la complejidad de esta química, no es posible explicar cómo se originó realmente la vida en la Tierra.
Por el contrario, el nuevo estudio adopta un enfoque más simple. Dirigido por Elisa Biondi, el estudio muestra que las moléculas largas de ARN, de 100 a 200 nucleótidos de longitud, se forman cuando los nucleósidos trifosfatos no hacen más que filtrarse a través del vidrio basáltico.
«El vidrio basáltico estaba en todas partes en la Tierra en ese momento», comentó Stephen Mojzsis, un científico de la Tierra que también participó en el estudio. «Durante varios cientos de millones de años después de la formación de la Luna, los impactos frecuentes, junto con abundante vulcanismo en el joven planeta, formaron lava basáltica fundida, la fuente del vidrio basáltico. Los impactos también evaporaron el agua para formar tierra seca, proporcionando acuíferos donde podría haberse formado el ARN».
Los mismos impactos también generaron níquel, que el equipo demostró que proporciona trifosfatos de nucleósidos a partir de nucleósidos y fosfato activado, que también se encuentran en el vidrio de lava. El borato (como en el bórax), también del basalto, controla la formación de esos trifosfatos.
Los mismos impactadores que formaron el vidrio también redujeron transitoriamente la atmósfera con sus núcleos metálicos de hierro y níquel. Las bases de ARN, cuyas secuencias almacenan información genética, se forman en tales atmósferas. El equipo había demostrado previamente que los nucleósidos se forman mediante una simple reacción entre la ribosa fosfato y las bases de ARN.
«La belleza de este modelo es su simplicidad. Los estudiantes de secundaria pueden probarlo en la clase de química», dijo Jan *pacek, quien no participó en este estudio pero desarrolla un instrumento para detectar polímeros genéticos alienígenas en Marte. «Mezcle los ingredientes, espere unos días y detecte el ARN».
Las mismas rocas resuelven las otras paradojas al hacer ARN en un camino que va desde moléculas orgánicas simples hasta el primer ARN. «Por ejemplo, el borato gestiona la formación de ribosa, la ‘R’ en el ARN», añadió Benner. Este camino comienza a partir de carbohidratos simples que «no» podrían haberse formado en la atmósfera sobre la Tierra primitiva. Estos fueron estabilizados por dióxido de azufre volcánico y luego llovieron sobre la superficie para crear depósitos de minerales orgánicos.
Por lo tanto, sostiene que este trabajo completa un camino que crea ARN a partir de pequeñas moléculas orgánicas que casi seguramente estaban presentes en la Tierra primitiva. Un solo modelo geológico se mueve de una y dos moléculas de carbono para dar moléculas de ARN lo suficientemente largas como para apoyar la evolución darwiniana.
«Quedan cuestiones importantes», advierte Benner. «Todavía no sabemos cómo todos los componentes básicos del ARN llegaron a tener la misma forma general, una relación conocida como homoquiralidad». Asimismo, los enlaces entre los nucleótidos pueden ser variables en el material sintetizado sobre vidrio basáltico. La importancia de esto no se conoce.
Marte es relevante para este anuncio porque los mismos minerales, vidrios e impactos también estuvieron presentes en el Marte de esa antigüedad. Sin embargo, Marte no ha sufrido la deriva continental y la tectónica de placas que enterraron la mayoría de las rocas de la Tierra de más de 4 mil millones de años. Por lo tanto, las rocas del momento relevante permanecen en la superficie de Marte. Las misiones recientes a Marte han encontrado todas las rocas necesarias, incluido el borato.
«Si la vida surgió en la Tierra a través de este camino simple, entonces probablemente también surgió en Marte», dijo Benner. «Esto hace que sea aún más importante buscar vida en Marte tan pronto como podamos».
