La química de sistemas, clave para explicar el origen de la vida

Un estudio en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha propuesto una nueva aproximación para explicar el origen de la vida en la Tierra basada en la química de sistemas. Según este planteamiento, los primeros seres vivos, que aparecieron hace más de 3.500 millones de años, surgieron en medios heterogéneos, que posibilitaron una química suficientemente compleja.

El trabajo destaca que el origen de las primeras células requirió la combinación de tres sistemas tradicionalmente estudiados por separado: un compartimento que permitiera distinguir al individuo de su entorno, una población de moléculas con información genética capaz de autorreplicarse dentro de dicho compartimento y un metabolismo que permitiera al ser vivo intercambiar materia y energía con el medio exterior.

“Con ello intentamos superar la tradicional controversia entre los partidarios de que lo primero fue la replicación y quienes, por el contrario, consideran que las redes metabólicas fueron anteriores a la aparición de las primeras moléculas genéticas”, explica el investigador del CSIC Carlos Briones, del Centro de Astrobiología (centro mixto del CSIC y el Instituto de Tecnología Aeroespacial).

El trabajo propone un escenario heterogéneo y complejo, en el que soluciones acuosas de diferentes monómeros y biopolímeros convivirían con moléculas anfifílicas capaces de formar vesículas y otros compartimentos. En tales sistemas habría sido fundamental el papel de diferentes tipos de catalizadores, entre ellos superficies minerales, interfases reactivas y organocatalizadores. “Sólo en medios complejos como éstos pudieron llegar a establecerse las complejas redes de interacción química que originaron los seres vivos”, añade Briones.

La existencia de un protometabolismo encapsulado en su propia membrana, apunta el estudio, permitió a los sistemas que estaban formándose mantenerse fuera del equilibrio termodinámico, mediante diversos mecanismos de control cinético y espacial sobre los procesos de autoorganización y transformación molecular implicados. Esto condujo a la transición entre los sistemas químicos y los biológicos.

En este estudio, publicado en la revista Chemical Reviews, también han participado investigadores de la Universidad del País Vasco y de la Universidad Autónoma de Madrid.