Un nuevo estudio examina cómo las mezclas químicas complejas cambian bajo condiciones ambientales variables, aportando información sobre los procesos prebióticos que pudieron dar lugar a la vida. Al exponer moléculas orgánicas a ciclos de humedecimiento y secado repetidos, los investigadores observaron transformaciones continuas, organización selectiva y dinámicas poblacionales sincronizadas.
Los hallazgos, publicados en Nature Chemistry, sugieren que los factores ambientales desempeñaron un papel clave en la formación de la complejidad molecular necesaria para que emergiera la vida.
Metodología y hallazgos clave
Para simular las condiciones de la Tierra primitiva, el equipo sometió mezclas químicas a ciclos de humedecimiento y secado repetidos. En lugar de reaccionar de manera aleatoria, las moléculas se organizaron, evolucionaron con el tiempo y siguieron patrones predecibles. Este enfoque desafía la idea de que la evolución química temprana fue caótica. En cambio, el estudio sugiere que las fluctuaciones naturales del entorno guiaron la formación de moléculas cada vez más complejas, dando lugar eventualmente a los bloques fundamentales de la vida.
El estudio, dirigido por el Dr. Moran Frenkel-Pinter, del Instituto de Química de la Universidad Hebrea de Jerusalén, junto al Prof. Loren Williams, del Instituto Tecnológico de Georgia, investiga cómo evolucionan las mezclas químicas a lo largo del tiempo, iluminando posibles mecanismos que contribuyeron a la aparición de la vida en la Tierra.
Los investigadores utilizaron mezclas que contenían moléculas orgánicas con diversos grupos funcionales, incluidos ácidos carboxílicos, aminas, tioles e hidroxilos. Al someter estas mezclas a ciclos de humedecimiento y secado, condiciones que imitan las fluctuaciones ambientales de la Tierra primitiva, el estudio identificó tres hallazgos clave: los sistemas químicos pueden evolucionar continuamente sin alcanzar el equilibrio, evitar la complejidad descontrolada a través de vías químicas selectivas y exhibir dinámicas poblacionales sincronizadas entre diferentes especies moleculares.
Estas observaciones sugieren que los entornos prebióticos pudieron haber jugado un papel activo en la configuración de la diversidad molecular que finalmente condujo a la vida. El Dr. Frenkel-Pinter señala: «Esta investigación ofrece una nueva perspectiva sobre cómo podría haberse desarrollado la evolución molecular en la Tierra primitiva. Al demostrar que los sistemas químicos pueden autoorganizarse y evolucionar de manera estructurada, proporcionamos evidencia experimental que puede ayudar a cerrar la brecha entre la química prebiótica y la aparición de moléculas biológicas».
Más allá de su relevancia para la investigación sobre los orígenes de la vida, los hallazgos del estudio pueden tener aplicaciones más amplias en biología sintética y nanotecnología. La evolución química controlada podría aprovecharse para diseñar nuevos sistemas moleculares con propiedades específicas, lo que potencialmente llevaría a innovaciones en ciencia de materiales, desarrollo de fármacos y biotecnología.
Más información:
Evolución de Mezclas Químicas Complejas Revela Compresión Combinatoria y Sincronía Poblacional, Nature Chemistry (2025). DOI: 10.1038/s41557-025-01734-x
