La vida pudo surgir de diminutas chispas en gotas de agua
¿Y si la chispa de la vida no vino de un rayo, sino de diminutas descargas eléctricas en gotas de agua? Un nuevo estudio revela que los «microrrayos» generados por olas y cascadas podrían haber sido la clave para la aparición de las primeras moléculas orgánicas en la Tierra.
Por Enrique Coperías
Chispas entre gotas de agua pudieron servir de detonante para iniciar la química de la vida que conocemos.
La vida en la Tierra pudo no haber comenzado con un superrayo impactando el océano, como sugiere la hipótesis tradicional, sino a partir de innumerables intercambios de microrrayos entre gotas de agua pulverizadas por los saltos de agua en las cascadas o el choque de las olas en el mar. Estos chispazos generían las primeras reacciones químicas esenciales para la génesis de la vida.
Un nuevo estudio científico de la Universidad de Stanford, en Estados Unidos, propone que el agua pulverizada en una mezcla de gases primitivos pudo haber generado moléculas orgánicas con enlaces carbono-nitrógeno—un paso crucial hacia la aparición de la vida en la Tierra—sin necesidad de descargas eléctricas externas.
«Esta es una nueva manera de pensar sobre cómo se formaron los bloques fundamentales de la vid», explica Richard Zare, profesor de Química en Stanford y autor principal del estudio.
De elementos simples a moléculas complejas
Desde hace décadas, los científicos han intentado resolver un enigma clave: ¿cómo pasaron los elementos simples de la Tierra primitiva a formar moléculas orgánicas complejas?
Uno de los grandes obstáculos en la comprensión del origen de la vida ha sido explicar cómo los gases simples de la atmósfera primitiva, como el metano, el vapor de agua, el amoníaco y el nitrógeno—lograron formar compuestos orgánicos con enlaces carbono-nitrógeno, fundamentales para la síntesis de proteínas, enzimas y ácidos nucleicos.
«Si observas los gases que se cree existían en la Tierra primitiva, notarás que no contienen enlaces carbono-nitrógeno —dice Zare en una nota de prensa de Stanford. Y añade—: Son gases como metano, vapor de agua, amoníaco y nitrógeno».
El clásico experimento de Miller y Urey
En 1952, los científicos Stanley Miller y Harold Urey realizaron un experimento, en la Universidad de Chicago, en el que aplicaron electricidad a una mezcla de estos gases y agua, y lograron producir moléculas orgánicas. Esto llevó a la hipótesis de Miller-Urey, que sugería que los rayos pudieron haber sido la fuente de energía necesaria para desencadenar las reacciones químicas que dieron origen a los primeros organismos.
Sin embargo, esta teoría ha sido cuestionad, porque los rayos son eventos relativamente infrecuentes, y es poco probable que hayan golpeado repetidamente las mismas áreas con altas concentraciones de estos gases atmosféricos.
Zare y su equipo proponen una nueva hipótesis: que diminutas descargas eléctricas entre gotas de agua pulverizadas podrían haber facilitado la formación de moléculas orgánicas, proporcionando así una fuente de energía mucho más ubicua y continua en la Tierra primitiva.
En esta imagen de 1981, Stanley Miller aparece trabajando en su laboratorio. Este bioquímico fue conocido, junto con su colega Harold Urey, por un experimento que creó los cimientos primitivos de la vida en condiciones que pudieron haber existido en la Tierra primitiva.
El poder oculto de los microrrayos
Para probar su hipótesis, los investigadores estudiaron cómo las gotas de agua desarrollan cargas eléctricas opuestas al pulverizarse o salpicarse. Descubrieron que las gotas más grandes tienden a ser positivas y las más pequeñas, negativas. Cuando estas gotas con cargas opuestas se acercaban lo suficiente, pequeñas descargas eléctricas—denominadas microrrayos—saltaban entre ellas.
El equipo documentó estos destellos eléctricos utilizando cámaras de alta velocidad, y descubrió que este fenómeno es similar a la forma en que la electricidad estática se genera y se descarga en una tormenta eléctrica.
«Cuando las microgotas de agua se encuentran a una distancia de nanómetros entre sí, se forma un campo eléctrico, y este campo causa la ruptura que genera la chispa», explica Zare.
Microrrayos con mucha energía
Este proceso es una manifestación del efecto Lenard, un fenómeno físico en el que las gotas de agua, al fragmentarse en el aire—como ocurren en una cascada—generan carga eléctrica. Es el mismo principio que permite la acumulación de electricidad en nubes de tormenta, pero ocurre a una escala microscópica.
Los investigadores demostraron que estos microrrayos contienen suficiente energía—aproximadamente 12 electronvoltios—para ionizar moléculas de gas y desencadenar reacciones químicas. Para probar su impacto en la química prebiótica, el equipo de Zare pulverizó gotas de agua a temperatura ambiente en una mezcla de metano, dióxido de carbono, amoníaco y nitrógeno, compuestos que se cree estaban presentes en la atmósfera primitiva.
omo resultado, se formaron moléculas orgánicas con enlaces carbono-nitrógeno, incluyendo cianuro de hidrógeno, el aminoácido glicina y uracilo, uno de los componentes del ARN.
Es probable que las salpicaduras de agua en cascadas, por ejemplo, fueran comunes en la Tierra primitiva. Un nuevo estudio sugiere que estas finas gotas podrían haber generado descargas eléctricas o «microrrayos» capaces de crear los compuestos orgánicos necesarios para la vida. Foto: Jonatan Pie
Implicaciones para la búsqueda de vida en otros planetas
Este estudio científico no solo redefine la comprensión del origen de la vida en la Tierra, sino que también puede tener implicaciones para la búsqueda de vida extraterrestre.
«Es sorprendente para mí que los microrrayos puedan iniciar reacciones químicas a partir del nitrógeno —dice Veronica Vaida, química de la Universidad de Colorado Boulder, en Estados Unidos. Y añade—: Sin embargo, las observaciones reportadas son convincentes. Este estudio introduce un nuevo papel del agua en la química prebiótica».
La investigación, publicada en la revista Science Advances, sugiere que, en lugar de centrarse únicamente en la búsqueda de agua líquida en otros planetas y lunas, los astrónomos también deberían buscar entornos donde pequeñas gotas de agua puedan colisionar y fragmentarse, y generar así descargas eléctricas que impulsen reacciones químicas similares a las que pudieron haber dado origen a la vida en la Tierra primitiva.
El agua, un elemento nada inofensivo
El equipo de Zare continúa explorando el potencial del agua en reacciones químicas clave. Sus estudios incluyen cómo el vapor de agua podría ayudar a la producción de amoníaco—un ingrediente esencial en los fertilizantes—y cómo las gotas de agua pueden generar espontáneamente peróxido de hidrógeno, o sea, agua oxigenada.
«Generalmente pensamos en el agua como algo inofensivo, pero cuando se fragmenta en diminutas gotas, se vuelve sorprendentemente reactiva”, concluye Zare.
Sin duda alguna y a modo de colofón, este estudio científico desafía la visión clásica de que los rayos fueron la chispa que dio origen a la vida, y sugiere que un proceso mucho más común y persistente—las microdescargas eléctricas generadas por la pulverización del agua— pudo haber sido el verdadero motor de la química prebiótica. Esta nueva perspectiva no solo resuelve problemas en la hipótesis de Miller-Urey, sino que también abre nuevas posibilidades en la exploración de la vida en el universo. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Stanford
Fuente: Yifan Meng et al. Spraying of water microdroplets forms luminescence and causes chemical reactions in surrounding gas. Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adt8979
