La vida podría haber evolucionado en burbujas de arcilla blindadas

Uno de los grandes misterios de la biología es el origen de las membranas celulares, las capas protectoras que rodean por completo la compleja sopa química en la que tienen lugar muchos de los procesos más delicados de la vida.

El ADN y su maquinaria bioquímica concomitante solo pueden operar en el entorno cuidadosamente controlado que crea la membrana celular. Pero, curiosamente, uno de los trabajos importantes que realiza esta maquinaria es crear los bloques de construcción químicos que luego se autoensamblan en la propia membrana. Entonces eso crea una paradoja: la membrana no se puede formar sin la maquinaria bioquímica, pero esto no funcionará sin la protección de la membrana celular.

El acertijo es cuál vino primero. ¿Cómo podrían haber evolucionado las membranas celulares sin máquinas bioquímicas para fabricar los bloques de construcción? Y, alternativamente, ¿cómo podrían haber evolucionado las máquinas bioquímicas sin la protección crucial que brindan las membranas celulares? Es un problema del huevo y la gallina.

En los últimos años ha surgido una respuesta. Parece como si las membranas celulares fueran lo primero y la evidencia proviene de numerosos estudios que muestran cómo las moléculas orgánicas simples pueden autoensamblarse en estructuras similares a burbujas llamadas vesículas.

Varios grupos han demostrado cómo estas vesículas pueden formarse no solo en la sopa prebiótica que probablemente existió temprano en la historia de la Tierra, sino también en la superficie de cristales ultrafríos que sabemos que existen en el espacio interestelar.

Según esta forma de pensar, las vesículas proporcionaron un entorno protector en el que las moléculas de la vida evolucionaron lentamente.

Hoy tenemos otra opción. Anand Bala Subramaniam de la Universidad de Harvard y algunos amigos han descubierto que este proceso de formación de vesículas también ocurre en una arcilla natural llamada montmorillonita. Ese es el tipo de cosas que pueden obstruir tus botas después de una caminata.

Dicen que las burbujas se forman fácilmente en una mezcla de agua y arcilla. Cuando eso sucede, la arcilla forma una superficie alrededor de la burbuja que atrapa el contenido en su interior. Luego, cualquier contacto con sustancias químicas llamadas tensioactivos estabiliza la cáscara. Subramaniam y compañía llaman al resultado una burbuja blindada de arcilla. Estas vesículas de arcilla son mecánicamente robustas y estables en agua y otros líquidos, dicen.

Las burbujas blindadas de arcilla tienen varias características interesantes. Primero, pueden formarse fácilmente en los espacios entre rocas deslizantes o entre guijarros arrojados de un lado a otro por las olas y las mareas. Y se sabe que los tensioactivos que estabilizan su estructura han existido a lo largo de la historia de la Tierra.

Lo más interesante de todo es que las burbujas blindadas están cubiertas de poros que permiten que moléculas de cierto tamaño entren y salgan de la estructura. Eso hace que sea aún más probable que estas estructuras hayan servido como simples precursores inorgánicos primitivos de las proto-células orgánicas, como lo expresaron Subramaniam y compañía.

Por supuesto, no hay pruebas de que la vida en la Tierra haya evolucionado en burbujas blindadas, pero es un indicador más de que las condiciones en las que la vida puede florecer son más comunes y es más probable que se formen de lo que nadie podría haber imaginado hace unos pocos años.

Ref: arxiv.org/abs/1011.4711 : Vesículas semipermeables compuestas de arcilla natural

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