La vida pudo surgir en las aguas de grandes lagos de soda

¿Y si el secreto del origen de la vida estuviera escondido en las aguas salobres de antiguos lagos? Nuevas investigaciones apuntan a los grandes lagos de soda o alcalinos como posibles cunas de la vida en la Tierra.

Por Enrique Coperías

Situado en el condado de Mono, en el estado de California, a pocos kilómetros de la frontera con Nevada, el lago Mono tiene unas aguas alcalinas y unas concentraciones altas y estables de fósforo. En un ambiente similar a este pudo surgir la vida hace miles de millones de años a partir de la química prebiótica, según un nuevo estudio. Foto: chenhengyu

Junto con el nitrógeno y el carbono, el fósforo es un elemento esencial para la vida en la Tierra. Es un componente clave de moléculas como el ADN y el ARN, responsables de transmitir y almacenar información genética, así como del ATP (trifosfato de adenosina), fundamental para que las células produzcan energía.

Además, el fósforo podría haber desempeñado un papel crucial en el origen de la vida. Para que comiencen los procesos bioquímicos que preceden a la vida, se necesitan ciertas condiciones. Una de ellas es la presencia de una cantidad suficiente de fósforo disponible. Su disponibilidad regula el crecimiento y la actividad biológica de los organismos.

No obstante, a diferencia del nitrógeno o el carbono, el fósforo es relativamente escaso en la superficie terrestre, tanto hoy como en la era anterior a la existencia de la vida. Esta se supone que comenzó hace aproximadamente 3.800 millones de años, poco después de que el planeta se enfriara lo suficiente como para tener agua líquida. Las primeras formas fueron microorganismos simples, como bacterias, que surgieron a partir de complejos procesos químicos prebióticos.

Para fraguarse, la vida necesitó gran cantidad de fósforo

Precisamente por ser un recurso raro y difícil de obtener, pero altamente demandado por los seres vivos, los científicos se han preguntado durante décadas cómo pudo surgir la vida en un entorno con tan poco fósforo.

Para intentar resolver esta incógnita, hace años se llevaron a cabo experimentos de laboratorio. Estos demostraron que la química prebiótica requiere concentraciones extremadamente altas de fósforo, unas 10.000 veces más que las que se encuentran naturalmente en el agua.

Esto plantea una nueva pregunta: ¿cómo y dónde pudieron generarse tales niveles de fósforo en el agua de la Tierra hace miles de millones de años?

Lagos sin drenaje de las aguas

El geocientífico Craig Walton, del Departamento de Ciencias de la Tierra, en el Instituto de Geoquímica y Petrología de la ETH de Zúrich, en Suiza, propone una nueva hipótesis: grandes lagos de soda o alcalinos sin escurrimiento natural —lagos sin salidas naturales, como ríos y arroyos, que drenen el agua— podrían haber mantenido altas concentraciones de fósforo durante un periodo prolongado, incluso después del surgimiento de vida que comenzara a consumirlo.

Los resultados de su estudio han sido publicados en la revista Science Advances.

Estos lagos pierden agua únicamente por evaporación, lo que significa que el fósforo permanece en el agua en lugar de ser arrastrado por ríos o corrientes. Como resultado, es posible que en estos lagos alcalinos se acumularan concentraciones elevadas de fósforo.

Un lugar para las reacciones químicas prebióticas

Ya en 2020, investigadores de la Universidad de Washington habían sugerido que estos lagos de soda podrían haber sido la cuna de la vida. Walton ha llevado esta idea un paso más allá. Como parte de una beca en el Centro para el Origen y la Prevalencia de la Vida (COPL) de la ETH de Zúrich, investiga el origen de la vida desde una perspectiva geoquímica.

No todos los lagos de soda son adecuados. Así es, Walton descarta los pequeños. «Tan pronto como se desarrolla vida en ellos, su suministro de fósforo se agota más rápido de lo que puede reponerse —advierte Walton en un comunicado de la ETH de Zúrich. Y añade—: Esto detendría tanto las reacciones químicas iniciales como el desarrollo de la vida».

En cambio, en los lagos de soda grandes, las concentraciones de fósforo son lo suficientemente altas como para sostener tanto las reacciones químicas prebióticas —procesos naturales que ocurrieron antes de la existencia de la vida y que formaron moléculas orgánicas esenciales, como aminoácidos y nucleótidos, a partir de compuestos simples— como la vida a largo plazo.

El ejemplo del lago Mono

Esta acumulación se produce gracias a un gran volumen de agua rica en fósforo que entra al lago, mientras que el agua solo se pierde por evaporación. Como el fósforo no se evapora fácilmente, permanece y se acumula.

Un ejemplo de este tipo es el lago Mono, en California, que tiene aproximadamente una superficie de 182,65 km², el doble del tamaño del lago de Zúrich. En este lago estadounidense, las concentraciones de fósforo se mantienen constantemente altas, lo que permite que prospere una gran diversidad de organismos.

Esto es esencial, ya que en lagos pequeños el fósforo se consume más rápido de lo que puede reponerse. Por tanto, en el lago Mono, el fósforo se mantiene en niveles elevados gracias a un flujo continuo, sin que su contenido baje rápidamente.

De las charcas de Darwin a los lagos de Walton

Walton y su equipo consideran que en la historia temprana de la Tierra estos grandes lagos alcalinos, con un pH que puede ser superior a 9 y con suministro constante de fósforo, ofrecían un entorno ideal para el surgimiento de la vida. Según sus investigaciones, la vida tuvo más probabilidades de originarse en estos grandes cuerpos de agua que en pequeñas charcas, como había planteado Charles Darwin.

Así, el origen de la vida en nuestro planeta podría estar estrechamente vinculado a las condiciones únicas de los lagos de soda grandes, que gracias a su configuración geológica y su equilibrio de fósforo, brindaron un entorno perfecto para el desarrollo de la química prebiótica o caldo primigenio.

«Esta nueva teoría ayuda a resolver una pieza más del rompecabezas sobre el origen de la vida en la Tierra», concluye Walton. ▪️

• Información facilitada por la ETH de Zúrich

• Fuente: Craig R. Walton et al. Large closed-basin lakes sustainably supplied phosphate during the origins of life. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adq0027