Por qué la vida temprana eligió el escaso molibdeno hace 3.500 millones de años
La Perspectiva Central
(Credit: turek via Pexels)
Hace tres mil millones de años, los océanos de la Tierra estaban básicamente vacíos en cuanto a metales. Pero la vida microscópica encontró una salida con el molibdeno, un metal raro que era increíblemente difícil de encontrar en esa época. Los científicos han descubierto que este metal se volvió esencial para la vida temprana.
El descubrimiento, detallado en un estudio publicado en Nature Communications, abre una ventana a las estrategias bioquímicas que impulsaron a los organismos más antiguos del planeta.
Entonces, ¿cuándo empezó realmente la vida a usar molibdeno?
El molibdeno se encuentra en el centro catalítico de enzimas que impulsan reacciones bioquímicas mayores, particularmente aquellas que involucran los ciclos de carbono, nitrógeno y azufre.
«Preguntar cuándo empezó la vida a usar molibdeno es realmente preguntar cuándo se hicieron posibles algunas de las estrategias metabólicas más trascendentales». Sin este metal, las reacciones vitales en las células vivas procederían demasiado lentamente para sostener la vida tal como la conocemos.
Betül Kaçar, University of Wisconsin-Madison
Teorías anteriores sugerían que la vida temprana podría haber dependido del wolframio hasta que el molibdeno se volvió más abundante. Sin embargo, la investigación revela que tanto los sistemas de enzimas que usan molibdeno como los que usan wolframio se remontan al período Arcaico.
«Nuestro trabajo muestra que la vida temprana probablemente trabajó con ambos metales en lugar de seguir una historia de ‘wolframio primero, molibdeno después», agrega Kaçar.
La datación molecular del estudio retrotrae el uso del molibdeno a la era Eoarcaica a Mesoarcaica, hace alrededor de 3.700 a 3.100 millones de años, mucho antes de lo que se pensaba previamente. Este hallazgo sugiere que el molibdeno fue integral para la vida temprana, no una adición posterior después del Gran Evento de Oxidación.
Los mercados de metales subterráneos
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Los microbios encontraron molibdeno en entornos extremos como las fuentes hidrotermales en el fondo marino, que proporcionaban metales traza incluyendo hierro, zinc, cobre, níquel, manganeso, vanadio, molibdeno, cobalto y wolframio. Estas chimeneas de aguas profundas podrían haber servido como depósitos de suministros cruciales para la vida microbiana antigua.
«Incluso si el agua de mar del Arcaico contenía poco molibdeno disuelto en general, sistemas localizados como las fuentes hidrotermales aún podrían haber suministrado cantidades utilizables de molibdeno y otros metales».
Betül Kaçar
La escasez del molibdeno no disminuyó su atractivo para los organismos tempranos. En cambio, las propiedades catalíticas únicas del metal lo hicieron valer la pena el esfuerzo para adquirirlo.
«El molibdeno podría haber valido la pena ‘elegirlo’ porque permite la catálisis en un amplio rango de sustratos y condiciones redox. En otras palabras, la escasez no hizo al molibdeno poco importante; sus ventajas catalíticas podrían haberlo hecho valer la pena evolucionar formas de adquirirlo y usarlo».
Betül Kaçar
Repensando la búsqueda de vida alienígena
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Al demostrar cómo la vida temprana trabajó con recursos escasos y tomó decisiones estratégicas sobre qué metales explotar, el estudio remodela la búsqueda de vida extraterrestre. Una lista de verificación de «condiciones similares a la Tierra» podría perder mucho más de lo que encuentra. Perspectivas de tecnologías de exploración espacial como el ESA Space Rider destacan misiones avanzadas que exploran otros mundos.
«Nuestro NASA ICAR muestra que mapear la historia evolutiva de los elementos bioesenciales en la Tierra puede ayudarnos a predecir qué podría usar la vida en otros mundos, y que diferentes inventarios abióticos podrían llevar a diferentes elecciones de elementos biológicos».
Betül Kaçar
En un planeta con una historia de oxigenación diferente o un conjunto diferente de metales disponibles, la vida podría hacer elecciones bioquímicas completamente diferentes a las que hizo en la Tierra.
«La detección de vida debería ser consciente de los metales, consciente del redox y consciente de la evolución. Deberíamos buscar no solo ‘vida similar a la de la Tierra ahora’, sino estrategias bioquímicas que tendrían sentido en un planeta con una historia diferente de oxigenación y disponibilidad de metales».
Betül Kaçar
Referencias
- Nature Communications - Estudio sobre molibdeno en enzimas de la vida temprana.
- University of Wisconsin-Madison - Perfil de investigación de Betül Kaçar.
- NASA Astrobiology - Programa ICAR sobre elementos bioesenciales.
- UW-Madison News - Cobertura de los hallazgos en bioquímica del Arcaico.
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Elijah Tobs
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