Un experimento recrea el mundo sin vida y surgen protoc¨¦lulas, un paso previo a los seres vivos: ¡°No hay un soplo divino¡±

El ge¨®logo Juan Manuel Garc¨ªa Ruiz cuenta todav¨ªa asombrado que ¨¦l y sus colegas han creado ¡°un protomundo¡± en su laboratorio, a apenas 1.500 metros de la playa de La Concha, en San Sebasti¨¢n. Suena trascendental, y lo es, pero se trata de un peque?o recipiente transparente, de tres litros, en el que b¨¢sicamente han metido un vaso de agua, metano, nitr¨®geno y amoniaco, a?adiendo descargas el¨¦ctricas para imitar el salvaje ambiente de la Tierra primitiva. Es una versi¨®n m¨¢s del c¨¦lebre experimento de Stanley Miller, un qu¨ªmico estadounidense de 22 a?os que en 1952 demostr¨® que era sencillo crear los ladrillos b¨¢sicos de los seres vivos en ese caldo primigenio. Garc¨ªa Ruiz, sin embargo, se ha topado con una sorpresa may¨²scula. En su frasco tambi¨¦n han surgido ¡°protoc¨¦lulas¡±, unas estructuras que considera la antesala de la vida. ¡°Es alucinante¡±, proclama.

El investigador, nacido en Sevilla hace 71 a?os, relata que su experimento apenas dur¨® dos semanas. Enseguida se form¨® una capa superficial, como la nata en la leche, y el agua clara se volvi¨® de color marr¨®n amarillento. Las im¨¢genes al microscopio son desconcertantes. Aparecen multitud de diminutas estructuras curvil¨ªneas, que cualquier observador atribuir¨ªa a seres vivos, pero no lo son. Son simplemente mol¨¦culas autoorganizadas.

¡°Siempre nos hemos aproximado al origen de la vida siguiendo el texto b¨ªblico, como si hubiera un soplo divino, un momento en el que ya es irreversible. Lo que nuestro estudio sugiere es que no ha debido de ser as¨ª, sino que esto es una evoluci¨®n qu¨ªmica de millones de a?os, absolutamente azarosa, como la evoluci¨®n biol¨®gica posterior, y que va aumentando la complejidad con el tiempo. Puede llegar a estructuras autoorganizadas y, en algunos casos, a estructuras autoensambladas, como la vida¡±, expone Garc¨ªa Ruiz. ¡°Este tipo de protomundos deben de existir en miles de millones de planetas en el universo. Y esos protomundos pueden llegar a algo tan complejo como la vida o a nada. No hay un dise?o inteligente, no hay un soplo divino, pero tampoco hay ninguna reacci¨®n fundamental¡±, subraya el ge¨®logo, del Donostia International Physics Center.

El veintea?ero Stanley Miller escribi¨® sus resultados en una decena de p¨¢rrafos en febrero de 1953 y cambi¨® la forma en la que la humanidad se ve¨ªa a s¨ª misma. Mostr¨® que bastaban tres gases, agua y descargas el¨¦ctricas para crear en el laboratorio amino¨¢cidos, los componentes de las prote¨ªnas, que son las m¨¢quinas biol¨®gicas que forman la materia viva. El equipo de Juan Manuel Garc¨ªa Ruiz ya repiti¨® el experimento de Miller en 2021, pero cambi¨® el recipiente original de vidrio por uno de tefl¨®n. Su conclusi¨®n fue una noticia que dio la vuelta al mundo: all¨ª no surgi¨® ning¨²n ladrillo de la vida. La s¨ªlice ¡ªun mineral formado por silicio y ox¨ªgeno¡ª presente en el vidrio era esencial. El a?o pasado, un consorcio encabezado por Garc¨ªa Ruiz recibi¨® 10 millones de euros de la Uni¨®n Europea para estudiar el papel de la s¨ªlice en el origen de la vida.

El nuevo experimento ha generado amino¨¢cidos y tambi¨¦n las cinco nucleobases que son el ingrediente fundamental del ADN, pero la gran novedad es la aparici¨®n simult¨¢nea de esas ¡°protoc¨¦lulas¡±. El ge¨®logo explica que son una especie de ves¨ªculas huecas, que compartimentan el espacio encerrando los ladrillos de la vida y facilitando que reaccionen entre ellos, un paso clave en aquel inmenso oc¨¦ano primitivo. ¡°Estas protoc¨¦lulas tambi¨¦n debieron aparecer en el experimento de Miller y en los posteriores, pero nadie las hab¨ªa buscado hasta ahora¡±, sostiene Garc¨ªa Ruiz, que ha liderado la investigaci¨®n junto a su colega alem¨¢n Christian Jenewein.

Sus resultados implican que la vida terr¨ªcola podr¨ªa haber surgido cientos de millones de a?os antes de lo que se pensaba, durante el H¨¢dico, el periodo geol¨®gico que comenz¨® hace 4.600 millones de a?os, con la formaci¨®n del planeta Tierra, y finaliz¨® hace unos 4.000 millones de a?os. Garc¨ªa Ruiz destaca que sus ¡°protoc¨¦lulas¡± est¨¢n formadas, con ayuda del burbujeo, por unidades repetidas de ¨¢cido cianh¨ªdrico, una sencilla mol¨¦cula con un ¨¢tomo de hidr¨®geno, otro de carbono y otro de nitr¨®geno. ¡°Hay varios estudios que sugieren que a partir de esos pol¨ªmeros de ¨¢cido cianh¨ªdrico se puede crear todo, todo lo que necesitas para llegar a los ladrillos b¨¢sicos de la vida¡±, apunta el ge¨®logo. Su estudio se publica este lunes en la revista PNAS, de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

El bi¨®logo mexicano Antonio Lazcano recuerda que, hace justo 100 a?os, el cient¨ªfico sovi¨¦tico Aleksandr Oparin public¨® su revolucionario libro El origen de la vida, en el que defend¨ªa la hip¨®tesis de que los primeros organismos fueron el resultado de la evoluci¨®n qu¨ªmica de mol¨¦culas en el caldo primigenio de la Tierra primitiva. En plena Guerra Fr¨ªa, el joven estadounidense Stanley Miller se subi¨® a los hombros del sovi¨¦tico. ¡°El m¨¦rito del trabajo de Garc¨ªa Ruiz es el haber seguido la evoluci¨®n de mol¨¦culas sencillas hasta la formaci¨®n de complejas estructuras microsc¨®picas en un mismo sistema¡±, aplaude Lazcano, fundador del Laboratorio de Origen de la Vida de la Universidad Nacional Aut¨®noma de M¨¦xico.

El investigador mexicano, sin embargo, es cauteloso. ¡°Yo no las llamar¨ªa protoc¨¦lulas, porque eso sugiere una continuidad evolutiva que est¨¢ lejos de demostrarse, y que no corresponde con su composici¨®n qu¨ªmica¡±, se?ala. ¡°Hacen bien en escribir que pueden haber sido microrreactores que permitieran otras reacciones, pero a¨²n estamos lejos de la construcci¨®n de una secuencia detallada y realista de la evoluci¨®n que llev¨® de los componentes inorg¨¢nicos y las mol¨¦culas de la Tierra prebi¨®tica a los primeros organismos, entre otras razones porque a¨²n no nos ponemos de acuerdo en cu¨¢l podr¨ªa ser una buena definici¨®n de las primeras formas de vida¡±, advierte Lazcano.

El propio Garc¨ªa Ruiz recalca esa incertidumbre. ¡°Yo dir¨ªa que la conclusi¨®n de nuestro trabajo es que, hoy en d¨ªa, la diferencia entre lo vivo y lo no vivo es menos n¨ªtida que nunca, tanto morfol¨®gicamente como qu¨ªmicamente¡±, apunta el ge¨®logo, que tambi¨¦n es investigador em¨¦rito del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC), en Granada, donde su equipo realiz¨® parte de los experimentos. Garc¨ªa Ruiz alerta de que las misiones espaciales traer¨¢n en los pr¨®ximos a?os rocas de Marte y podr¨ªan detectarse en ellas amino¨¢cidos, las nucleobases del ADN e incluso estas ¡°protoc¨¦lulas¡±, pero eso no significar¨¢ que se hayan descubierto rastros de vida extraterrestre.

El fil¨®sofo de la biolog¨ªa Kepa Ruiz Mirazo, experto en el origen de la vida y los modelos protocelulares, tambi¨¦n aplaude el ¡°excelente trabajo¡± de Garc¨ªa Ruiz. ¡°La relevancia y el inter¨¦s espec¨ªfico de esta investigaci¨®n, m¨¢s all¨¢ de situar los primeros pasos hacia la vida en ¨¦pocas muy remotas, radica en que la s¨ªntesis de mol¨¦culas org¨¢nicas a la Miller va aqu¨ª acompa?ada de la formaci¨®n de compartimentos con un tama?o, morfolog¨ªa y topolog¨ªa similares a los de una c¨¦lula¡±, resalta Ruiz Mirazo, de la Universidad del Pa¨ªs Vasco.

¡°Queda por resolver ¡ªy espero que este grupo aborde ahora el reto de demostrarlo¡ª si ese tipo de estructuras supramoleculares cerradas y huecas pudieron acoplarse a alguna qu¨ªmica prebi¨®tica con la que coevolucionar hacia formas de organizaci¨®n realmente protocelular, estableciendo mecanismos de intercambio de materia y energ¨ªa con su entorno¡±, advierte Ruiz Mirazo. ¡°Desde mi perspectiva, la encapsulaci¨®n de precursores biomoleculares, aunque s¨ª es necesaria (como defienden los autores del art¨ªculo), no es por s¨ª misma condici¨®n suficiente para que un compartimento sea concebido como protoc¨¦lula. No obstante, as¨ª avanza la ciencia, en todos sus campos: cuanto m¨¢s significativo sea un logro, m¨¢s cuestiones abiertas plantea a su alrededor. Seguir investigando por esta senda, sin duda, ampliar¨¢ horizontes en la b¨²squeda de nuestros or¨ªgenes m¨¢s profundos y lejanos, como entidades biol¨®gicas que somos¡±, opina este investigador.

El ge¨®logo Juan Manuel Garc¨ªa Ruiz prepara una expedici¨®n en 2026 a Kenia, al Valle del Rift, un paraje que considera relativamente similar al de la Tierra primitiva, con lagos alcalinos y s¨ªlice en abundancia. Mientras tanto, su grupo continuar¨¢ repitiendo el experimento de Miller en nuevas versiones, por ejemplo, cambiando la temperatura y a?adiendo ingredientes, como el azufre, el f¨®sforo y el mon¨®xido de carbono. ¡°Vamos a extender el tiempo y vamos a empezar a cocinar, a ver qu¨¦ pasa¡±, anuncia.