Teoría del mundo de hierro-sulfuro
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La teoría del mundo de hierro-sulfuro es una hipótesis sobre el origen de la vida enunciada por Günter Wächtershäuser, un químico muniqués y abogado especialista en patentes en las que intervienen especies químicas y compuesto de hierro y azufre.[1] Wächtershäuser propone que una forma primitiva de metabolismo precedió a la genética. En su trabajo se entiendo por metabolismo un ciclo de reacciones químicas que produce energía en una forma que puede ser aprovechada por otros procesos. La idea es que una vez que se establece un ciclo metabólico primitivo, éste comienza a producir compuestos cada vez más complejos. La idea clave de la teoría es que la química primitiva de la vida no ocurrió en una disolución en masa en los océanos, sino en la superficie de minerales. (p.ej. piritas próximas a respiraderos hidrotermales. Se trataba de un ambiente anaeróbico y de alta temperatura (100ºC) y presión. Las primeras "células habrían sido burbujas lipídicas en las superficies minerales. Wächtershäuser elaboró la hipótesis de que el ácido acético, una combinación sencilla de carbono, hidrógeno y oxígeno que se puede encontrar en el vinagre desempeñó un papel esencial. El ácido acético forma parte del ciclo del ácido cítrico que es fundamental para el metabolismo celular.
Algunas de las ideas fundamentales de la teoría del hierro-sulfuro se pueden resumir en la siguiente receta breve para crear vida: Hervir agua. Agitarla en sulfuros de hierro y níquel. Burbujear gas de monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Esperar a que se formen los péptidos.
En términos más técnicos, Wächtershäuser planteó los siguientes pasos para la aparición de las proteína:
- Producción de ácido acético mediante catálisis por iones metálicos.
- Añadir carbono a la molécula de ácido acético para producir ácido pirúvico (se forma un compuesto de tres carbonos.
- Se añade amonio para formar aminoácidos.
- Se producen péptidos y más tarde proteínas.
Tanto el ácido acético como el pirúvico son sustratos claves del ciclo del ácido cítrico
En 1997, Wächtershäuser y Claudia Huber mezclaron monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno y partículas de sulfuro de níquel a 100°C y demostraron que se podían formar aminoácidos.[2] Al año siguiente, utilizando los mismos ingredientes fueron capaces de producir péptidos.[3]
[editar] Sistemas protoecológicos
Este modelo localiza al "último antepasado universal común" LUCA en el interior de una fumarola negra en lugar de asumir la existencia de una forma de LUCA de vida libre. El último paso evolutivo sería la síntesis de una membrana lipídica que finalmente permitiría al organismo abandonar el sistema de microcavernas dentro de las chimeneas negras y comenzaqr su vida independiente. Este postulado de la adquisición tardía de los lípidos es consistente con la presencia de tipos de membrana completamente diferentes en las arqueobacterias y eubacterias (además de eucariotas con una fisiología celular muy similar en todas las formas de vida y en otros muchos aspectos.
En un mundo abiótico, se asociaría una termoclina de temperaturas y una quimioclina de concentraciones con la síntesis prebiótica de moléculas orgánicas, más calientes en la proximidad de la fumarola rica en compuestos químicos y más fría, pero también con menos riqueza a mayores distancias. La migración de los compuestos sintetizados de areas de mayor a menor concentración señala una direccionalidad que proporciona tanto una fuente como un sumidero de un estilo autoorganizado, permitiendo procesos protometabólicos en los que la producción de ácido acético como su eventual [[oxidación] sepueden organizar espacialmente.
En este sentido, muchas de las reacciones individuales que se encuentran actualmente en la glucólisis se podrían haber encontrado originalmente fuera de cualquier membrana celular en desarrollo, donde el ecosistema de la fumarola es equivalente funciona de una sola célula. Las comunidades químicas que tuvieran mayor integridad estructural y resistencia a las condiciones fluctuantes y de cambio violento eran seleccionadas positivamente.. Su exito conduciría a zonas locales de agotamiento de reactivos precursores importantes. La incorporación progresiva de estos componentes precursones a una membrana celular incrementarían gradulamente la complejidad metabólica en el interior de esta membrana celular al tiempo que llevarían a una mayor simplicidad ambiental en el ambiente externo. Se produciría finalmente una reacción en cadena explosiva que conduciría rápidamente al desarrollo de conjuntos catalíticos complejos capaces de automanutención.
Russell añade un factor significativo a estas ideas destacando que la mackinawita (un mineral de sulfuro de hierro) semipermeable y las membranas de silicatos podrían formarse naturalmente bajo estas condiciones y se podrían separar las reacciones ligadas electroquímicamente en el espacio, si no en el tiempo.[4]
A pesar de esto, no está claro si el mecanismo propuesto para la vida abiogénica podría realmente funcionar o si así es como comenzó la vida.[5]
[editar] Véase también
- Origen de la vida
- Teoría de la generación espontánea
- Experimento de Miller y Urey
- Hipótesis del mundo de ARN
- Hipótesis del mundo de HAP
- Panspermia
[editar] Referencias
- ↑ Russell MJ, Daniel RM, Hall AJ, Sherringham JA (1994). "A Hydrothermally Precipitated Catalytic Iron Sulphide Membrane as a First Step Toward Life". J Mol Evol 39: 231-243.
- ↑ Huber, C. and Wächterhäuser, G. (July de 1998). "Peptides by activation of amino acids with CO on (Ni, Fe)S surfaces: implications for the origin of life". Science 281: 670-672. DOI:10.1126/science.281.5377.670.
- ↑ Günter Wächtershäuser (August de 2000). "ORIGIN OF LIFE: Life as We Don't Know It". Science 289: 1307-1308. DOI:10.1126/science.289.5483.1307.
- ↑ Michael Russell (2006), First Life, vol. 94, American Scientist, pp. pp. 32-39
- ↑ For example, see Geochemical Society Newsletter, main article. and also parent pages from the link.
