El eslabón perdido de la evolución se considera a menudo como un paso entre los simios y los humanos, pero la mayor brecha se encuentra entre la materia no viva y las primeras células vivas. Un nuevo estudio ha encontrado un mecanismo que puede haber ayudado a la transición de las gotitas a las primeras células, que tiene lugar en estanques, charcos y cursos de agua que se secan y se rellenan repetidamente con el tiempo.

Las células son la unidad básica de la vida en la Tierra. Desde el corazón a la piel y a las células bacterianas, todos tienen trabajos muy diferentes, pero una estructura básica similar, a saber, una membrana que protege los componentes internos del entorno externo, al tiempo que permite que las moléculas importantes entren y salgan. Pero todavía se desconoce cómo surgieron estas estructuras relativamente complejas.

La hipótesis principal en este momento comienza con una mezcla rica en minerales comúnmente llamada sopa primordial. Esta sustancia estaba compuesta por un cóctel de sustancias químicas que reaccionaban entre sí de forma bastante aleatoria, creando moléculas como el ARN y los aminoácidos. Luego, con la ayuda de un desencadenante de alta energía como la actividad volcánica o los relámpagos, éstos podrían eventualmente comenzar a apilar los bloques de construcción de la vida.

Para el nuevo estudio, el equipo investigó una idea alternativa: en lugar de usar las moléculas biológicas que ahora asociamos con la vida, los primeros años de la vida podrían haber comenzado usando una química diferente y muy simple y evolucionado desde allí hacia estructuras similares a las células.

El trabajo previo del equipo se centró en compuestos orgánicos simples llamados alfa-hidroxiácidos. Se encontró que cuando estos se secan bajo temperaturas cálidas, se alinean espontáneamente en largas cadenas de poliésteres.

Para el nuevo estudio, los investigadores observaron estas reacciones bajo un microscopio. Encontraron que estas microgotas de poliéster estaban formando fases de gel, y cuando se mojaron de nuevo comenzaron a formar estructuras simples que se asemejaban a las células. La importancia de esto es que estas estructuras podrían entonces compartimentar biomoléculas como ácidos nucleicos y proteínas, lo que significa que podrían ser los primeros pasos hacia la vida.

El equipo descubrió que estas estructuras pueden permanecer por mucho tiempo en las condiciones adecuadas. Crucialmente, también pueden fusionarse, algo que las células modernas no pueden hacer. Eso significa que podrían haber recolectado y compartido moléculas que reaccionaron para formar los primeros sistemas genéticos y metabólicos.

A diagram showing the process for how the team created their microdroplets

Otras pruebas demostraron lo versátiles que eran las microgotas como células aisladas. Al exponerlos a tintes, el equipo encontró que las gotas absorbían bien las moléculas externas. Cosas como el ARN y las proteínas, que son claves para la vida, se descubrió que todavía funcionan como catalizadores mientras están dentro de las estructuras. Y se descubrió que en la superficie de las gotas se formaban capas de lípidos, que constituyen las membranas de las células.

Los investigadores no pueden estar seguros de que estas estructuras específicas sean los antepasados directos de las células vivas, pero mostrar que el mecanismo en sí es posible podría significar que alguna combinación similar dio lugar a las protocélulas.

«Esto nos permite imaginar sistemas no biológicos en la Tierra primitiva que podrían haber tenido que ver con los orígenes de la vida», dice Tony Jia, investigador principal del estudio. «Esto sugiere que puede haber muchos otros sistemas no biológicos que deberían ser objeto de investigaciones futuras de este tipo.»